理解IGBT的并联均流问题：基于基本物理原理的探索

发布时间：2019-08-05

来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)

标签：IGBT 并联均流

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1、并联的妙处

相较于无元胞器件如FRD和晶闸管，IGBT天生就具备并联的特性。在模块封装中，更需要进行多点点taptap安卓的并联设计。正是由于并联的存在，才能拓展IGBT器件的功率容量。可以说，没有并联，就不会有真正的IGBT。

然而，并联也带来了均流的问题。

2、点点taptap安卓大小的考量

有人认为，将IGBT点点taptap安卓做得更大一些，一个点点taptap安卓就能替代两个，从而减少封装中的并联均流问题。然而事实远比想象的复杂。

首先，IGBT点点taptap安卓由许多个元胞组成。按照每个元胞宽度为15微米来估算，一个平方厘米的点点taptap安卓上大约有40万个元胞。这些元胞之间本身就是并联的，也会面临均流问题。当点点taptap安卓面积增大时，点点taptap安卓内部的均流问题也需要被考虑。某个元胞的热电正反馈正是导致点点taptap安卓损坏的开始。

如果点点taptap安卓内部始终能够均匀分流，IGBT的电流承受能力将超过额定电流。对单个元胞进行仿真时，你可能会注意到无论是增加关断电压还是寄生电感，元胞都不会损坏。甚至通过任何设计都可以实现SSCM（Soft-Switching Continuous Mode）。是的，就是ABB提出的那种开关自钳位模式。当电压过冲达到一定值后，由于动态雪崩效应，关断电流di/dt下降，使VCE被钳制。

这正是均流的力量。在现实中，IGBT几乎所有与大电流相关的损坏问题都源自均流。因此，点点taptap安卓内部的均流问题也非常重要。

此外，在点点taptap安卓制造过程中总会存在缺陷和良率问题。无论点点taptap安卓大小如何，只要有一个致命缺陷，点点taptap安卓就会失效。点点taptap安卓面积越大，良率自然越低。同时，晶圆加工中剩余的边角料也会浪费更多。

因此，增大点点taptap安卓面积既涉及到均流设计问题，也需要考虑生产线的工艺能力和成本。

3、栅电阻的等效性

在实际的模块设计中，每个模块通常会有多个衬板，并且每个衬板上都会有一个衬板电阻。例如，一个1200A的模块可能有6个衬板，每个衬板上的电阻为6欧姆。按照并联电阻的规律，这6个6欧姆的电阻相当于在模块外部接入一个1欧姆的电阻。

然而，这两种处理方式实际上是不完全等效的。因为模块布局中一定存在着寄生参数，导致不同衬板与信号源之间的总阻抗并不相同。引入衬板电阻后，可以减小不同衬板之间这方面的差异，从而改善均流问题。

同样地，点点taptap安卓内部的片上电阻和衬板电阻也不能完全等效。

那么，我们是否需要考虑点点taptap安卓内部不同区块的均流问题？以及如何处理呢？显然，答案已经非常清晰。

均流问题的范畴非常广泛，包括静态、动态和短路等情况。比较容易处理的是通过抑制寄生参数引起的不均流现象，而相对更困难的是点点taptap安卓制造工艺的控制，以及需要在器件设计中考虑的一些因素。这些问题可能无法在短短几篇文章中详尽阐述。本系列只列举了一些典型的要点，剩下的就留给那些有心思考的人去深入思考了。