晨報記者 邱儷華
昨天,浸入式戲劇的巔峰之作 《不眠之夜》(Sleep No More)上海版宣布其拉開亞洲首演大幕。
這部由英國Punchdrunk劇團始創、在觀劇方式上作了“革命性顛覆”的作品獲獎無數,此前已征服倫敦、波士頓和紐約的觀眾,美劇《緋聞女孩》有一集就在紐約版的酒店里全程拍攝。《不眠之夜》上海版的誕生,意味著上海也將成為這一藝術和時尚事件的全球地標之一。
上海版由 Punchdrunk 與上海文廣演藝集團(SMG Live)聯合制作,中英雙方制作團隊以電影級別的豐富細節,重新創作并融入了1930年代上海的全新素材和布景,力圖以獨特的戲劇體驗俘虜上海觀眾的想象。這也標志著SMG與靜安區人民政府聯手打造的國內首個大型文化商業綜合體——位于北京西路1013號的尚演谷正式投入運營。
自今年7月開票以來,上海版創造了令人驚嘆的銷售佳績,目前60場已全部售罄。“神劇”是如何煉成的?昨天,文廣演藝集團總裁鐘璟、副總裁馬晨騁、Punchdrunk的藝術總監菲利克斯·巴雷特及《不眠之夜》 的聯合導演瑪克辛·道爾接受記者采訪,詳細解碼。
橫掃倫敦波士頓紐約
《不眠之夜》以黑色電影的視角演繹了莎士比亞的經典悲劇《麥克白》。觀眾們隨著自己的步調穿梭在這個史詩般的故事中,自由選擇他們想去哪里以及想看什么,每一位觀眾的體驗歷程都是獨一無二的。
繼2003年倫敦版和2009年波士頓版后,與美國劇目劇團聯合制作的《不眠之夜》于2011年3月在紐約 McKittrick 酒店開演,共上演了2200多場,獲得紐約戲劇委員會獎的獨特戲劇體驗獎以及奧比獎的設計及編舞特別獎,這一次,靜安區一棟廢棄大樓的五層樓面被改造為90個充滿細節的房間,每場演出將有30位演員用3個小時的表演讓故事散布到所有空間。
場景設置在5層樓酒店
《不眠之夜》上海版無論制作體量還是精細程度,都是戲劇作品中十分罕見的。簡單講,這部上海版“同時創造了兩個世界——一個是有5層樓酒店規模的宏大劇場,另一個是十分微觀的、如同電影場景般真實的細節世界。”
可以看到戲的不僅僅是一個舞臺,而是整棟酒店——位于靜安區北京西路1013號的麥金儂酒店是專為《不眠之夜》上海版打造的演出空間。制作方耗時十個月,廢棄辦公樓改造為一個龐大而精致的戲劇世界。觀眾可以在五層樓面、90個大小房間提供的各種開放式空間和各種狹小甚至幽閉的房間“漫游”,有3000多個抽屜等著你去探索。
上海版制作人馬晨騁透露,劇中用到的古董家具,從海外購買的部分在進口時裝滿了七個集裝箱,兩千多個品類,而這些家具只占到全劇的二分之一。
要讓觀眾身臨其境,感受1930年代的上海風情,體驗劇中的幻想世界,制作團隊在背景故事上也下足功夫。上海版執行制作人趙晨琳說,“這個項目開始于找到一棟合適的樓,而建筑結構的不同又決定了眾多細節有別于紐約等其它版本——從場景、表演到動線,希望能帶給上海版的觀眾更多驚喜。如果你看過紐約版,可能會覺得這是一個似曾相識又帶著點陌生感的夢境。”
信封上的地址有據可查
整整5層樓的觀演空間之外,酒店里的微觀世界也令人驚奇。《不眠之夜》 對道具的精細度要求不僅高于一般舞臺美術,堪稱達到電影級別的精細度要求。執行制作人陳亮介紹:“在戲劇空間中,陳設不僅應該看上去真實,還應該能夠觸摸甚至使用,除去購買的道具之外,《不眠之夜》中還有許多道具需要特別制作。”記者注意到,由于劇中許多信件需要人工謄寫,工作人員甚至按照舊上海的書信格式和字體,一一進行臨摹,“細節到發指”。
在空間設計和道具制作上,制作團隊在博物館、資料館中查閱歷史檔案,確保每一處陳設和裝置都與故事的時代背景相符合。比如,劇中信封上出現的地址都能在當時的上海地圖上可查,信封的設計、寫法乃至郵票的形狀和郵戳,都有郵政博物館中的資料可供印證。
浸入式戲劇對于觀眾體驗的塑造,不僅在視覺和聽覺上,該劇助理編舞康納·道爾介紹道:“氣味、溫度也是能夠塑造情緒的,通過這一點給房間賦予人格,使它們在戲劇情境中擁有自己的特性。”
摘要
借助計算機輔助設計技術(TCAD)仿真并結合基礎物理建模,對SiCn和p溝道IGBT器件的電學特性進行比較研究。研究表明,在小電流密度下,n-IGBT電導調制效應較強,并具有較低的通態壓降。而在較大的正向偏置電壓下,p-IGBT背部的n+注入層的正向載流子注入增強,從而使得p-IGBT導通電流較大。相比較npn晶體管而言,由于n-IGBT內部pnp晶體管的電流增益較低,關斷過程中載流子的抽取電流較高,耗盡層擴展速度較快,使得其關斷時間較短,因而n-IGBT在動態關斷能耗和正向導通壓降之間具有較好的折中關系。但n-IGBT關斷過程中電壓變化率(dv/dt)、電流變化率(di/dt)值較高,特別是發生電壓穿通現象過后。因此,應對n-IGBT電磁干擾(EMI)抑制的器件設計技術加以重視。
0引言
與Si材料相比,SiC具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高熱導率等優勢,是發展高壓、高溫功率半導體器件的一種極具吸引力的半導體材料。盡管SiC雙極結晶體管(BJT)已經商業化并被證明能夠滿足10kV等級以下的應用需求,但在高于10kV等級時,其電導調制效應較弱,難以將通態壓降控制在合理的范圍內。與SiC晶閘管相比,SiCIGBT結合了高輸入阻抗、易于控制的門極和電導調制型漂移層,是特高壓應用領域一種極具吸引力的器件。迄今為止,6.5~27kV的SiCIGBT已有實驗報道,從而為未來高壓功率變換應用提供了較具潛力的候選技術。
SiCIGBT的技術發展早期主要是從p溝道器件開始的,這主要是因為實際中無法獲得制備n-IGBT的低電阻率p+型SiC襯底。并且,由于平面柵IGBT有效避免了溝槽柵在正向阻斷模式下高氧化層電場的局限性,平面柵IGBT獲得了研究人員的更多關注。2006年,第一款平面柵p-IGBT研制成功,其正向耐壓為6kV,微分比導通電阻為400mΩ·cm2。此后幾年間,p-IGBT的耐壓逐漸由10kV提升至20kV,微分比導通電阻則低至12mΩ·cm2。為了提高MOS溝道反型層遷移率,研究人員成功在高壓p-IGBT制備流程中引入氧化后退火工藝。與此同時,隨著SiC材料技術的不斷發展,SiCn-IGBT已有報道。X.K.Wang等人和K.Fukuda等人通過翻轉晶片的方式制備了n-IGBT,該器件的MOS結構形成于SiC(0001)碳面上,而結構中的p+注入層則是通過利用n+型襯底外延生長獲得。E.vanBrunt等人和S.H.Ryu等人通過熱氧化工藝對n型外延層進行了載流子壽命增強處理,從而有效增強了n-IGBT在正向導通過程中的電導調制效應。為了進一步降低器件的關斷能量損耗而不過多犧牲其他電學特性,研究人員從實驗上對元胞的材料和結構參數(緩沖層濃度和厚度等)進行了優化設計。可以預見,未來隨著高壓SiCIGBT等新興器件在功率變換系統中的廣泛應用,電力電子技術將發生革命性的變化。從具有特定需求的電力電子系統的最優設計來說,不僅系統的整體性能,而且其他設計因素,如無源元件和熱管理的設計成本,均取決于電力電子器件的本質特性。然而,除了上述SiCIGBT相關的研究之外,鮮有對n與p兩種溝道IGBT的各方面電學性能進行對比的研究。對于這兩種溝道SiCIGBT而言,兩者的電導調制效應的強弱、安全工作區的寬窄以及開關速度的快慢等均決定著各自實際應用空間的大小,并且,從性能對比上更能發現各自的優勢和劣勢,從而可為SiCIGBT設計技術未來的發展提供一些參考。
本文通過器件仿真技術對SiCn-IGBT和p-IGBT的靜態和動態電學特性進行了全面的對比研究。除了短路安全工作區(SCSOA)和反向偏置安全工作區(RBSOA)特性,還在不同溫度下對比評估了電壓變化率dv/dt、電流變化率di/dt和動態能量損耗等特性,并深入揭示了內在的物理機制。
1器件仿真平臺設置
圖1為本文仿真所用SiCn-IGBT的截面結構示意圖。其中,電流增強層(CEL)摻雜濃度為1×1016cm-3,引入厚度為1μm的CEL可以增強正向導通過程中載流子向結型場效應晶體管(JFET)區的注入作用。n型緩沖層摻雜濃度為1×1017cm-3,厚度為1μm,其可以在正向阻斷模式下迅速壓縮電場,從而使得耗盡層在緩沖層內有效截止。器件其他結構和材料參數如表1所示。對于p-IGBT而言,其結構、材料參數與表1列出的完全相同,僅摻雜極性與n-IGBT相反。為了便于研究,兩種溝道IGBT的有源區面積均設置為1cm2。
為了有效地模擬SiCIGBT的電學特性,首先對用于二維數值模擬的重要物理模型及其參數設置進行了校準。這些物理模型具體包括Shockley-Read-Hall(SRH)復合模型,電子和空穴載流子的高、低場遷移率模型,能帶變窄(BGN)模型,溫度依賴能帶模型,碰撞電離模型,以及雜質的不完全離化模型等。利用Scharfetter模型將SRH復合模型的載流子壽命定義為與摻雜濃度和溫度相關,而與電場強度相關的碰撞電離系數則通過OkutoCrowell模型進行定義。除此之外,模型參數也包含了SiC材料的基本參數,如電子和空穴的有效質量、介電常數、導帶和價帶的有效態密度等。更多所用到的關鍵物理模型參數及其計算公式如表2所示,表中Eg為禁帶寬度,T為熱力學溫度,μp、μn分別為空穴、電子的體遷移率,N為區域摻雜濃度,μsurf,p、μsurf,n分別為空穴、電子的表面遷移率,Esurf,p、Esurf,n分別為空穴、電子的表面電場強度,ED和EA分別為低摻雜濃度下施主和受主的電離能,gv、gc分別為施主和受主雜質的簡并因子,Cg和NBGN分別為特征摻雜濃度時的能帶變窄量和特征摻雜濃度,τe,h為室溫下的n型緩沖層載流子壽命,τ300K和τT分別為室溫和高溫下的載流子壽命。
2結果與討論
2.1正向穩態特性
在建立器件模型后,首先仿真了兩種溝道IGBT的正向阻斷特性,發現兩者的耐壓均已達到20.5kV左右,接近耐壓的理論值。接著對比了兩種溝道IGBT的正向I-V特性,圖2為SiCn-IGBT與p-IGBT的正向輸出特性曲線,圖中VGE,max為柵極-發射極之間的最大電壓,τDL,300K為室溫(300K)下漂移層中的載流子壽命,其中,漂移層和n型緩沖層的載流子壽命分別設置為1.5μs和0.1μs。由圖2可以看出,在較低的正向偏置電壓下,p-IGBT的導通電流密度低于n-IGBT的,而隨著正向偏置電壓的增加,n-IGBT更容易受到電流飽和效應的影響,這種現象與兩種溝道SiCIGBT結構的特征以及SiC的材料特性有關。由于電子遷移率遠高于空穴遷移率,因此,對于兩種溝道的SiCIGBT而言,主要導電載流子類型相同。但對于n-IGBT而言,主要導電載流子的電流是流經MOS溝道的電流,其更容易受到MOS溝道飽和效應的影響,其總電流會更容易區域飽和;而對于p-IGBT來說,主要導電載流子的電流是其內部npn晶體管內的電流,而其電流增益會隨著偏置電壓的增大而不斷增加,也因此,p-IGBT在大偏置電壓下的通流能力較強。因而兩種溝道SiCIGBT的電流大小在不同偏置電壓下會出現上述趨勢。
BT內的額外載流子濃度分布,其中漂移層載流子壽命由0.5、1、1.5μs增加至2、3、5μs。由圖3可以看出,在相同的載流子壽命下,n-IGBT內的少子濃度均比p-IGBT的高。這是由于在小正向偏置電壓下,由于p-IGBT內部的p-MOS溝道電阻高而溝道導通壓降大,因此用于內部晶體管發射結載流子正向注入的偏置電壓小,因而漂移層內額外載流子的濃度低,從而降低了p-IGBT的電導調制效果。而n-IGBT漂移層中所對應的少子為空穴,其遷移率較低,在相同的電流條件下,空穴在漂移層中的濃度梯度較高,因而其所對應的電導調制效應較強。n-IGBT漂移層中更強的電導調制效應大大提高了其通態性能,因此實現了更小的正向導通壓降和更低的比導通電阻。并且,由圖3還可以看出,提高載流子壽命可進一步增加漂移層內少子的擴散長度,增強少子的正向輸運作用,從而可有效增強SiCIGBT正向導通過程中的電導調制效應。圖4為在25A·cm-2電流密度下SiCn-IGBT與p-IGBT的導通壓降隨載流子壽命的變化,圖中VGE為柵極-發射極之間的電壓。圖4也證明了上述分析的正確性。因此,可以得出結論,n-IGBT在小密度的正向電流下具有更低的導通壓降。
圖5為不同溫度下SiCn-IGBT與p-IGBT的飽和電流特性,插圖為在低集電極-發射極電壓下的飽和電流特性曲線。隨著集電極-發射極電壓的增大,MOS溝道開始出現夾斷現象,但由于IGBT的正向導通特性還取決于其內部寄生BJT的電學特性,由圖5可以看出,IGBT的正向導通電流并不總是隨著MOS溝道夾斷而趨于飽和。隨著集電極-發射極電壓的增大,兩種極性的IGBT內MOS均表現出飽和特性,即n-IGBT內的電子電流和p-IGBT內的空穴電流緩慢上升。由于SiCn-IGBT中p+注入層的離化率較低,隨著集電極-發射極電壓的增大,n-IGBT背部空穴載流子的正向注入作用很快出現飽和過程,因此其飽和電流密度較低。與n-IGBT截然不同,p-IGBT背部的注入層為n+型半導體材料,相比p+型材料離化程度較高,在較大的偏置電壓下內部npn晶體管的增益仍可隨著正向偏置電壓的增加而不斷升高。因而,p-IGBT的導通電流受MOS溝道飽和效應的限制作用稍弱些,其在高偏置電壓下的通流能力較強。因此,在飽和區內p-IGBT具有更強的電流導通能力。
2.2安全工作區特性
2.2.1短路安全工作區
當發生短路故障時,IGBT的集電極直接承受直流母線電壓VDC而門極保持開通狀態,因而器件會消耗大量的能量且溫度會快速上升。一旦結溫超過臨界值TCR,器件便發生不可逆轉的損壞。IGBT的短路耐受時間tSC,即器件失效前關閉門極導通信號的最長延遲時間可定義為
式中:TC為器件的外殼初始熱力學溫度;d為芯片厚度;cV為SiC材料的比熱容;KT為考慮器件溫度不均勻分布的一個系數;JSAT為器件的飽和電流密度。假設其他條件都相同,n-IGBT與p-IGBT的短路耐受時間僅由飽和電流密度決定,即飽和電流越低,則短路耐受時間越長,短路耐受能力就越強。因此,n-IGBT比p-IGBT短路耐受時間更長,具有更寬的SCSOA。
2.2.2反向安全工作區
動態雪崩擊穿是雙極性器件的基本失效機制之一,本文以n-IGBT為例說明。當n-IGBT內部的pnp晶體管建立基極開路關斷過程之后,正向導通過程中的電子從n-漂移層中抽走而形成耗盡層,空穴則在高電場的作用下以飽和漂移速率vsat,p穿過耗盡層到達p基區。而漂移進入耗盡層的額外載流子會與其內的不可移動離子的濃度共同作用,從而增加了電場強度E隨深度變化的斜率,進而增加了p基區/n-漂移層pn結處的電場強度。假設在關斷過程中,電流在n-IGBT元胞內分布均勻,則n-漂移區耗盡層內的凈電荷密度Neff為
式中:ND為n-漂移層摻雜濃度;JCE為集電極電流密度。而Neff所決定的耗盡層內的泊松方程為
式中:x為漂移層中距離p基區/n-漂移層pn結的長度;q為單位電荷量;εs為SiC材料的介電常數。當p基區/n-漂移層pn結的電場強度到達臨界值EC時,pnp晶體管內部便發生了動態雪崩擊穿。特定電流密度Jth可以表示為
式中dp為n-漂移層厚度。當JCE低于或高于Jth時,動態雪崩擊穿起始電壓VB,dy分別為
而EC的計算公式為
圖6為SiCn-IGBT與p-IGBT動態雪崩開啟電壓隨集電極電流密度的變化。由圖6可以看出,在相同的集電極電流密度下,p-IGBT具有更高的動態雪崩開啟電壓。這是因為對于p型器件,其關斷瞬態過程中耗盡層內以飽和速率漂移過去的為電子,而電子具有較高的飽和漂移速率(vsat,n≈1.83×107cm·s-1,vsat,p≈0.86×107cm·s-1),因此p-IGBT內部npn晶體管耗盡層的凈電荷密度較低,在相同電流密度下,其具有更高的動態雪崩開啟電壓。因此,相較于n-IGBT而言,p-IGBT具有較寬的RBSOA。
2.3dv/dt和di/dt特性
圖7為不同溫度下SiCn-IGBT與p-IGBT關斷瞬態的電壓與電流波形,其中室溫下n-漂移層和n型緩沖層的載流子壽命分別設置為1.5μs和0.1μs。由圖7可以看到,n-IGBT的動態關斷時間較短。這是由于SiC中p型摻雜劑電離能高,其離化率較低,而pn結正向注入效率低,并且空穴載流子遷移率較低,從而使得n-IGBT內部的pnp晶體管增益αPNP較低,因此n-IGBT關斷瞬態過程中用于載流子抽取的電流(1-αPNP)JC高于p-IGBT。當n-IGBT中MOS溝道關斷以后,空穴得以迅速補充,耗盡層開始以較快的速度從p基區/n-漂移層pn結向n-漂移層擴展,從而使得n-IGBT穿通之后的dv/dt高于p-IGBT。并且,由于高摻雜緩沖層內多子濃度較高,加之較低的載流子壽命以及較少的額外載流子數量,該層中的載流子復合作用較強,從而使得兩種極性IGBT穿通之前的dv/dt遠高于穿通之后的值(如表3所示)。由于SiCIGBT中本身其少子電荷量就低,加之緩沖層內較低的載流子壽命引起的較高的載流子復合速率,因此其關斷瞬態電流拖尾時間較短,一般不是很明顯。而隨著溫度的升高,背部注入層的電離程度增加,因而其向緩沖層的載流子正向注入作用增強,緩沖層內需移除的額外載流子數量增加,另一方面溫度提高了載流子壽命,從而降低了載流子的復合速率,兩方面的共同作用使得拖尾電流的時間隨著溫度的升高而延長。
在300K時,p-IGBT的dv/dt峰值僅為14.4kV/μs,約為穿通之后dv/dt的1.8倍,而n-IGBT的dv/dt峰值則高達p-IGBT峰值的14.7倍左右。這是由于p型緩沖層內的額外電子載流子濃度低于n型緩沖層內的額外載流子濃度,因此在相同的載流子壽命條件下,p型緩沖層內額外載流子的復合速率較低,如圖8所示(圖中τBL,300K為300K下緩沖層中的載流子壽命)。同時,這也很好地解釋了p-IGBT的di/dt較低的原因。從表3可以看到,雖然高溫會增加額外載流子壽命,進而增加內部寄生晶體管的電流增益,使得額外載流子的復合過程減緩,從而使關斷過程減慢,兩種溝道器件的dv/dt與di/dt均會隨著溫度的升高而逐漸降低,但高溫條件下n-IGBT的dv/dt峰值仍然比p-IGBT高了約6.66倍,而其di/dt峰值約為p-IGBT的5.5倍。較高的dv/dt和di/dt會導致嚴重的電磁干擾(EMI)。因此,有必要對n-IGBT進行瞬態和穩態性能的優化設計,以進一步降低其關斷dv/dt和di/dt。
2.4動態關斷能耗與正向壓降折中特性
圖9為在8kV直流母線電壓、25A·cm-2負載電流的電感負載開關電路中漂移層載流子壽命對關斷瞬態過程的影響,圖中從右至左漂移層室溫下的載流子壽命分別為0.5、1、1.5、2、3、5μs。由圖9可以看出,隨著載流子壽命的增加,載流子的雙極性擴散長度增加,從而使得漂移層內的電導調制效應增強,器件的正向壓降VF逐漸降低,這與前文分析結果是一致的。由于穿通之前電壓上升速度較快,穿通之后電壓上升速度較慢,其時間占據整個關斷時間較大的比例,因此穿通之后的時間決定著總關斷能量損耗Eoff的消長趨勢。然而,隨著正向導通過程中越來越多的載流子存儲在漂移層中,穿通之后載流子抽取的過程隨之延長,因此,兩種極性IGBT的Eoff均隨著漂移層載流子壽命的增加而不斷增大。
與p-IGBT相比,正向導通過程中n-IGBT的漂移層內存儲了較多的額外載流子,但由于其內部寄生pnp晶體管的電流增益較低,反向關斷過程中的載流子抽取電流較大,從而使得耗盡整個漂移層所需的時間大幅縮短。因此,n-IGBT在動態關斷過程中的能量損耗更小。隨著溫度的升高,關斷能量損耗有所增加。這是由于溫度增加了漂移層載流子壽命,一方面提高了電導調制效應,漂移層中需移除的額外載流子電荷量增加,另一方面增加了內部寄生晶體管的增益,從而使得用于額外載流子移除的電流降低,兩方面原因使得關斷能量損耗隨著溫度的升高而增大。由于較快的關斷速度加之較強的電導調制效應,在室溫和高溫條件下,n-IGBT均在VF和Eoff之間取得了較好的折中。因此,從能量耗散的角度來說,n-IGBT未來更適用于高效率功率變換系統。
本文還進行了二維數值模擬,研究了緩沖層厚度對兩種SiCIGBT靜態和動態特性的影響,如圖10所示,圖中從左至右緩沖層厚度分別為0.5、1、1.25、2、5和10μm。其中,緩沖層的電荷劑量,即緩沖層厚度dBL和摻雜濃度NBL的乘積保持1×1013cm-2不變,且n-IGBT與p-IGBT的漂移層載流子壽命均設置為1.5μs。隨著緩沖層厚度的增大,額外載流子向漂移層內的注入作用減弱,在漂移層/緩沖層處pn結的載流子濃度降低,因而漂移層內的電導調制效應減弱,從而導致正向導通壓降逐漸升高。并且,隨著緩沖層厚度的增加,n-IGBT/p-IGBT內部的pnp/npn晶體管增益降低,漂移層內需要移除的額外載流子電荷量減少,從而使得穿通之后耗盡整個漂移層的時間縮短,關斷過程得以加速,Eoff得以降低。以300K時的折中曲線為例,當緩沖層厚度由0.5μm增加至5μm時,n-IGBT的Eoff由60mJ·cm-2降低至27mJ·cm-2,而p-IGBT的Eoff則降低了90%以上。這也說明了加厚緩沖層是加快關斷瞬態過程、降低Eoff的一種有效方法。然而,雖然p-IGBT的Eoff可以被控制在合理的范圍內,但正向導通壓降和導通能量損耗卻以不可接受的速度增加,這也是加厚緩沖層設計的一個缺點。表4為SiCn-IGBT與p-IGBT通態特性、關斷瞬態特性和安全工作區特性的比較。由表4可以看出,除了RBSOA特性外,SiCn-IGBT的其他電學特性均優于p-IGBT。
3結論
本文通過使用二維數值仿真模型,并結合基礎物理建模,對SiCn-IGBT與p-IGBT的電學性能,包括正向I-V特性、電導調制特性、關斷瞬態dv/dt和di/dt特性、VF和Eoff折中特性和安全工作區特性等進行了比較研究,得出如下結論:漂移層的載流子壽命增加會降低額外載流子的復合速率,從而導致關斷階段的能耗增加;而使用較厚的緩沖層可有效加快關斷瞬態過程,從而降低Eoff,特別是對于p-IGBT而言,但是,這可能會引起通態壓降增大;對于n-IGBT而言,其內部pnp晶體管增益較低,關斷過程中空間電荷區的空穴補充較快,因此n-IGBT關斷過程的時間周期更短,其Eoff與p-IGBT相比較低;此外,由于p+注入層的離化能較高,飽和電流水平較低,n-IGBT表現出比p-IGBT更寬的SCSOA;然而,n-IGBT關斷瞬態的dv/dt和di/dt與p-IGBT相比較高,應采用一定的技術手段加以抑制。
來源:半導體技術第48卷第2期
作者:肖凱1,劉航志2,*,王振1,鄒延生1,王俊2
(1.中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心,廣州510080;
2.湖南大學電氣與信息工程學院,長沙410082)