IGBT模块与IGBT管的区别

IGBT模块与IGBT管的区别
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IGBT较常见的形式其实是模块（Module），而不是单管。
模块的3个基本特征：
·多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上；
·空心塑壳封装，与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂，以及其他可能的软性绝缘材料；
·同一个制造商、同一技术系列的产品，IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。
模块的主要优势有以下几个。
·多个IGBT芯片并联，IGBT的电流规格更大。
·多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，可以减少外部电路连接的复杂性。
·多个IGBT芯片处于同一个金属基板上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，工作更可靠。
·一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选，其参数一致性比市售分立元件要好。
·模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比，电路布局更好，引线电感更小。
·模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品，模块的较高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级，如果单管产品的较高电压规格为1700V，则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。
IGBT的核心技术是单管而不是模块，模块其实更像组装品一管芯的组合与组装。换言之，IGBT 单管才是IGBT 制造商的核心技术。
IGBT 单管与模块的主要制造过程如图1所示。
IGBT 单管与模块的管芯、模块单元
图1 IGBT 单管与模块的管芯、模块单元
       晶圆上的一个较小全功能单元称为Cell或者Chip cell，一般中文资料都将其译为“元胞”，本文称为芯片单元。每个芯片单元都是一个完整的微型晶体管，就是一个P-N-P-N 4 层结构的微型IGBT。
晶圆分割后的较小单元，构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元，合称为IGBT的管芯。
块中，一个IGBT管芯称为模块的一个单元，也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在较终产品，模块单元没有独立的封装，而管芯都有独立的封装，成为一个IGBT管。
图2是两单元 IGBT模块的纵向剖视图。模块的控制端子并不限于栅较G，还包括为栅较驱动信号提供参考电位的电极，如副发射较（也称为*二射较，与主接线端子上的发射较E都是从模块内部芯片上的端电极直接引出的，目的是减少主电路中大电流对栅较的影响）。对于半桥、全桥等多电平电路模块，控制 电极还会包括C1E2等。总之，控制电极是与栅较配合使用的，不能连接到主电路中承担大电流传输任务。
 模块的基本结构示意图
图2  模块的基本结构示意图
高电压大电流规格的IGBT产品，有些制造商也提供平板压接式封装，就象大电流规格的SCR、GTO、IGCT那样。这样的单管产品比模块的功率容量要大，是该称为模块还是单管？业内一般还是把它当做单管对待。因为模块家族中，多个芯片的简单并联只是其中的一小部分，一般称为单管模块。
平板压接式封装也称为夹片式封装，外形如图3所示，需要专门定制的散热器与之配合使用。
 2003 年初上市的三款IEGT产品照片（大致为同一比例）
图3  2003 年初上市的三款IEGT产品照片（大致为同一比例）

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