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IGBT单管和IGBT模块有什么区别

IGBT最常见的形式其实是模块(Module),而不是单管。

模块的3个基本特征:

·多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上;

·空心塑壳封装,与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂,以及其他可能的软性绝缘材料;

·同一个制造商、同一技术系列的产品,IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。

模块的主要优势有以下几个。

·多个IGBT芯片并联,IGBT的电流规格更大。

·多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合,如半桥、全桥等,可以减少外部电路连接的复杂性。

·多个IGBT芯片处于同一个金属基板上,等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板,工作更可靠。

·一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选,其参数一致性比市售分立元件要好。

·模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比,电路布局更好,引线电感更小。

·模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品,模块的最高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级,如果单管产品的最高电压规格为1700V,则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。
IGBT的核心技术是单管而不是模块,模块其实更像组装品一管芯的组合与组装。换言之,IGBT 单管才是IGBT 制造商的核心技术。

IGBT单管、IGBT模块、IPM模块他们各自的区别

1,IGBT单管:IGBT,封装较模块小,电流通常在100A以下,常见有TO247 等封装。

2,IGBT模块:模块化封装就是将多个IGBT集成封装在一起。

3,PIM模块:集成整流桥+制动单元(PFC)+三相逆变(IGBT桥)

4,IPM模块:即智能功率模块,集成门级驱动及众多保护功能(过热保护,过压,过流,欠压保护等)的IGBT模块

IGBT单管:分立IGBT,封装较模块小,电流通常在50A以下,常见有TO247 TO3P等封装。

IGBT模块:即模块化封装的IGBT芯片。常见的有1in1,2in1,6in1等。

PIM模块:集成整流桥+制动单元+三相逆变

IPM模块:即智能功率模块,集成门级驱动及保护功能(热保护,过流保护等)的IGBT模块。

IGBT 单管与模块的主要制造过程如图1所示。
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图1 IGBT 单管与模块的管芯、模块单元

晶圆上的一个最小全功能单元称为Cell或者Chip cell,一般中文资料都将其译为“元胞”,本文称为芯片单元。每个芯片单元都是一个完整的微型晶体管,就是一个P-N-P-N 4 层结构的微型IGBT。

晶圆分割后的最小单元,构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元,合称为IGBT的管芯。

块中,一个IGBT管芯称为模块的一个单元,也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品,模块单元没有独立的封装,而管芯都有独立的封装,成为一个IGBT管。

图2是两单元 IGBT模块的纵向剖视图。模块的控制端子并不限于栅极G,还包括为栅极驱动信号提供参考电位的电极,如副发射极(也称为第二射极,与主接线端子上的发射极E都是从模块内部芯片上的端电极直接引出的,目的是减少主电路中大电流对栅极的影响)。对于半桥、全桥等多电平电路模块,控制 电极还会包括C1E2等。总之,控制电极是与栅极配合使用的,不能连接到主电路中承担大电流传输任务。
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图2  模块的基本结构示意图

高电压大电流规格的IGBT产品,有些制造商也提供平板压接式封装,就象大电流规格的SCR、GTO、IGCT那样。这样的单管产品比模块的功率容量要大,是该称为模块还是单管?业内一般还是把它当做单管对待。因为模块家族中,多个芯片的简单并联只是其中的一小部分,一般称为单管模块。

平板压接式封装也称为夹片式封装,外形如图3所示,需要专门定制的散热器与之配合使用。
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图3  2003 年初上市的三款IEGT产品照片(大致为同一比例)
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