EconoPIM™ 2 & 3 IGBT-PIM模块：FUJI富士代替IFX英飞凌一览表

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X 系列芯片的主要特征 

1. 更薄的漂移层 - 降低导通压降 - 降低开关损耗

 2. 细小化沟槽门极结构 - 降低导通压降 - 降低开关损耗 

3. 优化场截止层 - 抑制电压振荡 - 降低高温漏电流 

2.1 导通压降和关断损耗之间平衡关系的改善 图 1-3 显示了第 7 代 X 系列和第 6 代 V 系列 IGBT 芯片输出特性的比较。如图所示，在额定电流条件 下，第 7 代 X 系列的导通压降(集电极－发射极电压)VCE(sat)降低了约 0.25V。通过降低导通压降，可以 减小电流流过 IGBT 时产生的导通损耗（电流×导通压降），从而可以进一步提高电力变换装置的效率。

图 1-4 显示了第 7 代 X 系列和第 6 代 V 系列的关断比较波形。通过应用更薄的漂移层及增强正效果， 显著地降低了拖尾电流，使得 X 系列的关断损耗降低了 10%。 图 1-5 显示了 IGBT 导通压降和关断损耗之间的平衡关系。与 V 系列相比，X 系列的导通压降降低了 0.25V。 通过上述改善，尽管第 7 代的 IGBT 芯片尺寸有所减小，但却实现了更低的损耗。

2.2 漏电流的改善 IGBT 在集电极和发射极之间施加反向偏压时的漏电流具有随着温度的升高而增加的特性。由于在这种 高温下的漏电流发生的损耗，使结温进一步上升，并且随着温度的升高，进一步增加了漏电流，在这种 情况下可能会导致热失控损坏。通过优化了场截止层，和第 6 代 V 系列相比，第 7 代 X 系列 IGBT 在高 温下的漏电流降低了 28%，同时也降低了热失控的风险，从而保证了能够连续工作在 175℃的结温。 2.3 FWD 反向恢复特性的改善 第 7 代 X 系列 IGBT 模块，不仅改善了 IGBT 芯片的特性，还改善了并联在 IGBT 上的二极管特性。 （FWD：Free Wheeling Diode） X 系列的 FWD 器件通过减小漂移层的厚度来降低正向电压（VF）。然而，通常在二极管的漂移层变薄 时，反向恢复时耗尽层容易到达底面，从而在反向恢复时会发生电压振荡的问题。在 X 系列的 FWD 器 件中，通过优化芯片底面结构，可以抑制反向恢复运行期间耗尽层的延伸，防止耗尽层到达底面，从而 抑制反向恢复时的电压振荡和浪涌电压。图 1-6 表示了第 7 代 X 系列和第 6 代 V 系列的 FWD 的比较特 性。图 1-6（a）所示，反向恢复峰值电流和拖尾电流都减小了，实现了更加平缓的反向恢复波形。而图 1-6（b）则显示了反向恢复损耗和正向电压之间平衡关系的改善，与第 6 代 V 系列相比，相同的 VF 条件 下第 7 代 X 系列反向恢复损耗降低了约 30%。 一般而言，当模块开关时发生的电磁干扰（EMI: Electro Magnetic Interference）取决于电压斜率 dv/dt。 将反向恢复波形变软的目的是通过降低 dv/dt 来改善 EMI。

X 系列的封装技术特征

第 7 代 X 系列保证连续运行期间的结温 Tvjop=175℃。为了实现这点，提高 IGBT 以及 FWD 芯片的效 率和尺寸是必不可少的。但是另一方面，由于芯片小型化而增加的功率密度导致芯片温度的增加，因此 可能降低器件的可靠性。在第 7 代 IGBT 模块中，通过优化模块结构以及新开发的高耐热和高可靠性封 装解决了这个问题。

  新材料的开发 - 高散热陶瓷绝缘基板  散热性、可靠性提升 - 高耐热硅凝胶

  在 175℃时保证长期的绝缘性 - 高强度焊锡 

 ΔTvj 功率循环耐量的提升  模块结构的优化 - 绑定线直径/长度优化