智能功率模塊(SPM)的技術(shù)水平分.doc

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1、智能功率模塊(SPM)的技術(shù)水平分　　功率器件　　由于IGBT技術(shù)的進(jìn)步，自從SPM系列首次在工業(yè)市場出現(xiàn)以來，一直不斷地經(jīng)歷著升級。隨著亞微米設(shè)計(jì)規(guī)則的引入，不僅芯片尺寸減小的速度加快，同時(shí)電流密度大幅度地增加。最新一代的IGBT芯片實(shí)現(xiàn)了關(guān)斷損耗和導(dǎo)通壓降之間更好的性能平衡關(guān)系，同時(shí)確保擁有足夠的SOA。圖1表示IGBT技術(shù)方面的改進(jìn)。顯然，V5IGBT具有出色的器件性能，從而可以在更小的封裝中增大功率容量?！　〉凸倪\(yùn)作常常需要更快的開關(guān)速度，這造成了恢復(fù)電流的增加和dv/dt的升高，會帶來較大的電磁干擾(EMI)、高浪涌電壓和電機(jī)泄漏電流。在S

2、PM系列的開發(fā)過程中，已經(jīng)考慮了EMI問題，并優(yōu)化了柵極驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，犧牲高開關(guān)速度以控制集成IGBT的開關(guān)速度。正是由于IGBT具有低導(dǎo)通壓降，能夠保持總體功耗不變，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低EMI特性。圖2所示為SPM的典型dv/dt特性。在其額定電流下，開啟和關(guān)斷dv/dt低于5kV/μs?！　〈送猓瑸榱双@得更佳的ESD保護(hù)，在柵極和發(fā)射極之間使用了具有足夠的箝位電壓的多硅背靠背二極管。2,350&TImes;2,350平方微米的芯片面積能夠獲得HBM2.5kV和MM300V的ESD電平。使用集成式保護(hù)二極管，所有的SPM產(chǎn)品都達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ESD電平。　　　　圖1

3、.SPM制造過程中IGBT的改進(jìn)　　　　圖2.開關(guān)dv/dt特性(Vpn=300V、Vcc=15V、25度、20A額定電流)　　驅(qū)動(dòng)器IC　　由于成本效益的原因，HVIC和LVIC設(shè)計(jì)為具有最少的必要功能，特別適合于消費(fèi)電器的逆變器驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)方面的考慮包括：借助精細(xì)工藝技術(shù)減小芯片尺寸;由3V饋入微控制器直接驅(qū)動(dòng)有效的“高電平”接口;低功耗;更高的抗噪聲能力;抗溫度變化的更好穩(wěn)定性等等?！　VIC的一個(gè)特性是內(nèi)置高電平偏移功能，如圖3所示，能夠?qū)碜晕⒖刂破鞯腜WM輸入直接轉(zhuǎn)換至高邊功率器件。此外，使用外部充電反向電容，可以采用單一控制電源驅(qū)動(dòng)SPM

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