具有高温工作能力的1700V SPT+ IGBT和二极管芯片组

为了说明这种新的1700V SPT+芯片组能够应用于高温和大电流情形下，测量了1700V HiPak模块T_j=150℃的开关曲线。图7所示的关断曲线是在标称下测得的，即I_C=3600A、V_CE=900V。在本测试中，模块的关断测试采用R_G，OFF=0.6Ω，L_S=60nH，电压上升率为3000V/us。优化N基区与SPT缓冲层的结合，允许集电极电流缓慢的衰减，保证了关断过程软，没有过高的电压尖峰或振荡。图8给出了相同条件下的开通波形。平面SPT+元胞的输入电容小，允许IGBT电压在开通瞬间迅速下降。由于SPT+二极管的低损耗，典型的开通损耗值为1.25J。

图6V_CE=1700V、T_j=125℃时，二极管漏电流数据

图73600A/1700V标准HiPak IGBT在T_j=150℃时关断曲线。E_off=1.75J

图83600A/1700V标准HiPak IGBT 在T_j=150℃时开通曲线。E_on=1.25J

图93600A/1700V HiPak 标准二极管在T_j=150℃下恢复波形。E_rec=1.21J.

在标称条件下，二极管的反向恢复波形如图9所示。二极管关断时流过的尾电流足够短且平滑，从而避免了任何经过二极管和IGBT的电压振荡。这允许二极管以di/dt=11400A/us变化率转换，大大减小了IGBT的开通损耗。在标称条件下，二极管的恢复损耗为1.21J。

3.3最大额定值

图10 显示了IGBT芯片的非钳位感性关断能力。在本测试中，一个3倍于标称值的450A的电流，在一个大到1.6μH寄生电感、结温T_j=150℃条件下，在直流电压为1300V情况下关断。在关断过程中，可以观测到一个2200V的自钳位过冲电压。该芯片经受住了动态雪崩条件，并以峰值的730kW/cm²功率成功承受自钳位工作模式。

图11 显示了单二极管芯片在结温为T_j=150℃时的反向恢复安全工作区。二极管表现出以峰功率峰水平480kW/cm²通过Soak测试的卓越的坚固性。

图10在T_j=150℃时测得的IGBT芯片非钳位关断能力

图11在T_j=150℃条件下测得的二极管芯片反向恢复SOA