東芝開發(fā)全球首款雙柵極RC-IEGT 總功耗比傳統(tǒng)單柵極結(jié)構(gòu)降低24%

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(tǒng)稱 “東芝”)共同研發(fā)出全球首款4.5-kV雙柵極反向傳導(dǎo)注入增強型柵極晶體管(RC-IEGT)。東芝證實，其導(dǎo)通關(guān)斷時的總功耗(開關(guān)損耗)比傳統(tǒng)單柵極結(jié)構(gòu)降低24%。

功率器件是供電和管理電源的組件，對于降低各種電子設(shè)備功耗和實現(xiàn)碳中和社會至關(guān)重要。在全球脫碳和節(jié)能的趨勢下，IEGT被廣泛用于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(yīng)用。由于在IEGT開啟時降低損耗(導(dǎo)通損耗)增加開關(guān)損耗，因此很難降低IEGT功耗。

東芝開發(fā)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(fù)相比，這種方法通過在關(guān)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(guān)斷之后MG關(guān)斷，減少基板中累積的空穴，降低關(guān)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(fù)之前同時導(dǎo)通，減少了基板中累積的電子，減少了反向恢復(fù)損耗。

新開發(fā)的雙柵極RC-IEGT結(jié)合柵極控制技術(shù)，關(guān)斷和導(dǎo)通損耗分別比傳統(tǒng)單柵極結(jié)構(gòu)降低24%和18%，反向恢復(fù)損耗降低32%。因此，實際測量值中總開關(guān)損耗降低24%，而導(dǎo)通損耗沒有任何增加。

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