東芝開發全球首款雙柵極RC-IEGT 可降低開關損耗
東芝電子元件及存儲裝置株式會社和東芝株式會社(Toshiba Corporation,統稱“東芝”)共同研發出全球首款4.5-kV雙柵極反向傳導注入增強型柵極晶體管(RC-IEGT)。東芝證實,其導通關斷時的總功耗(開關損耗)比傳統單柵極結構降低24%。
功率器件是供電和管理電源的組件,對於降低各種電子設備功耗和實現碳中和社會至關重要。在全球脫碳和節能的趨勢下,IEGT被廣泛用於大功率逆變器和高壓直流輸電等需要大電流、高能效,以及更低功率損耗的應用。由於在IEGT開啟時降低損耗(導通損耗)增加開關損耗,因此很難降低IEGT功耗。
東芝開發了一種4.5kV雙柵極RC-IEGT,其空穴控制柵極(CG)與主柵極(MG)分離。與單柵極器件中的反向恢復相比,這種方法通過在關斷和注入之前控制空穴提取來降低損耗。在IEGT模式下,電流從基板的背面流向正面,CG關斷之後MG關斷,減少基板中累積的空穴,降低關斷損耗。在二極管模式下,電流從基板正面流向背面,MG和CG在反向恢復之前同時導通,減少了基板中累積的電子,減少了反向恢復損耗。
新開發的雙柵極RC-IEGT結合柵極控制技術,關斷和導通損耗分別比傳統單柵極結構降低24%和18%,反向恢復損耗降低32%。因此,實際測量值中總開關損耗降低24%,而導通損耗沒有任何增加。