英飞凌第四代IGBT模块特性

英飞凌第四代IGBT模块特性英飞凌第4代IGBT芯片技术-IGBT4 IGBT4模块封装
IGBT4：基于IGBT3技术
IGBT4：基于IGBT3技术，按应用优化特性
分别针对小、中、大功率应用而设计的三种IGBT4芯片
小功率IGBT4–T4
为中、小功率应用设计
用于中、小功率模块
在T3的基础上
- 提升开关速度
- 使关断波形更平滑一些
电压等级：1200V
适用开关频率：≤20kHz
配用小功率EmCon4二极管
中功率IGBT4–E4
为中、大功率应用优化设
用于中、大功率模块
在E3的基础上
- 提升开关速度
- 使关断波形更平滑一些
电压等级：1200V，1700V
适用开关频率：≤8kHz
配用中功率EmCon4二极管
大功率IGBT4–P4
为大功率应用优化设计
用于大功率模块
在E3的基础上
- 使关断过程“软”
- 降低关断速度
电压等级：1200V，1700V
适用开关频率：≤3kHz
配用大功率EmCon4二极管
IGBT4（1200V）：特征参数的调整：
饱和电压
T4-小功率IGBT4：开关能耗低于T3 （提高了开关速度）
E4-中功率IGBT4：开关能耗低于E3 （提高了开关速度）
P4-大功率IGBT4：开关能耗高于E3 （降低了关断速度，使关断“柔软”）关断过程对比：T4的波形比T3的平滑一些
测试条件：Ls=200nH（极大），Ic=150A（Ic,nom=300A），Vdc=400V/450V/500V，Tj=25°C
IGBT4（1200V）：中功率E4
关断过程对比：E4的波形比E3平滑一些
测试条件：Ic=Ic,nom=450A，Vdc=800V/900V（仅供测试），Tj=25°C
IGBT4（1200V）：大功率P4
关断过程对比：P4（及EmCon4）呈现明显的“软”特性
IGBT4（1700V）：大功率P4
关断过程：对比IGBT3（E3），P4呈现明显的“软”特性
关断过程：对比IGBT2（KF6C），P4呈现较“软”特性，且关断能耗较小
IGBT4模块：Tvjop,max = 150°C！
概念：在开关工作条件下，IGBT4模块的最高允许结温规格为 150°C，比
IGBT3/IGBT2模块（1200V和1700V）的规格提高了25°C！
出发点：适应芯片小型化（Rthjc，ΔTjc[=PLoss×Rthjc]）
实现：IGBT4模块内部焊线工艺的改进
可靠性因素：焊线工艺决定了模块的可靠性指标之一-功率循环（PC）次数。

PC次数与结温有关，在相同的结温摆幅下，结温越高，PC次数越低。

要提高结温规格，必须改进焊线工艺，才能保证模块用于更高的结温时，其PC次数（使用寿命）不减。

结果：
1）IGBT4模块的可靠性（PC次数）大幅增加
2）IGBT4模块的电流输出能力增大（应用功率增加）
3）以较小的封装尺寸实现相同的电流规格（功率密度增加）
IGBT4模块的可靠性：功率循环（PC）次数：
IGBT4模块的150°C最高允许工作结温，源于内部焊线工艺的改进，使其可靠性指标-功率周次（PC）数大幅增加！
IGBT4模块（小、中、大功率）：
IGBT4芯片技术-小结
基于沟槽栅+场终止结构，1200V和1700V；
1200V三种类型：小功率T4、中功率E4、大功率P4；
1700V两种类型：中功率E4、大功率P4；
P4实现软关断特性的明显提升，关断时电压尖峰小，无振荡；
T4和E4提高关断速度，开关频率较高时输出能力优于T3和E3；
配用反向恢复特性更“软”的EmCon4续流二极管；
饱和电压正温度系数，10μs短路承受时间不变。

IGBT4模块-小结
150°C 最高允许工作结温
模块的可靠性（PC次数）大幅增加
模块的电流输出能力增大（应用功率 ）
以较小的封装尺寸实现相同的电流规格（功率密度 ）在相同的封装尺寸内实现更高的电流规格（功率密度 ）电流规格定义在更高的壳温条件下
两种管脚形式：焊接式，压接式
符合RoHS标准的绿色产品。