绝缘栅双极性晶体管（IGBT）面市已有些时日，事实上，通用电气（GE）早在1983年6月就发布了其首款IGBT产品。从那时起，IGBT成为了中压和高压（>200 V ）应用的主要器件，包括供暖通风与空气调节（HVAC）系统以及电焊和感应加热等高电流应用。随着太阳能面板、电动汽车充电器和工业伺服电机的日益普及，市场对高压解决方案的需求也在不断攀升。为了满足各个行业的需求，并进一步完善持续扩大的高压技术产品组合（GaN和SiC），Nexperia （安世半导体）正在推出多个 IGBT系列，首先便是600 V 器件。
系统电气化和可再生能源的不断发展是电子市场的最大变革之一。这一趋势刺激了高能效型电子系统的强劲增长，比如电动车充电站、太阳能发电装置以及最近的热泵设备。与此同时，智能工厂和工业4.0对机器人的使用量也在持续加大，尤其是那些需要使用高功率伺服电机的重复型起重作业。因此，根据各种市场调研报告，到2030年，IGBT市场预计几乎将翻一番。
IGBT 不断演变以满足当下需求
首款IGBT产品发布距今已有40年，相关技术已发生了巨大演变，这是毋庸置疑的事实。现在的IGBT所使用的不再是上世纪80年代时那种简单 DMOS 结构，而是使用载流子存储沟槽栅（CSTG）技术。Nexperia采用 CSTG以及先进的第三代场截止（FS）结构，并在晶圆背面采用了多层金属。除了实现更高的功率密度和更高的可靠性外，这种制造工艺还能更好地权衡兼顾器件的导通性能和开关性能。
成熟可靠的产品组合和合作伙伴
600 V系列涵盖Nexperia的多款中速(M3)和高速(H3)IGBT，采用TO-247-3L封装，可供设计人员自由选择。20 kHz以下的M3系列经过优化，进一步降低了导通损耗，保持了出色的开关损耗性能，并具备5 μs短路能力。H3系列（20kHz至50kHz）重点优化了开关损耗，同时其导通损耗非常低。Nexperia一直重点关注不断优化器件导通性能和开关性能之间的权衡，以提高器件可靠性（通过了高压高湿高温反偏HV-H3TRB测试），并在高达175 ℃的环境中提高逆变器功率密度。当然，作为基本半导体的专业供应商，Nexperia还拥有大批量交付高质量产品的基础设施。
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关于作者
史威
IGBT & Modules-产品市场营销副总监
史威目前就职于Nexperia，拥有硕士学位和在电力电子系统设计、功率半导体产品定义有十余年的经验。他先从事电力电子多年，对充电桩、OBC、驱动器、储能和光伏等运用系统设计有深厚的经验，并对相关运用对功率半导体的需求有深入的理解。近些年，他专注于IGBT和SiC MOSFET产品定义与开发，已成功推广许多IGBT、SiC MOSFET产品。
原文始发于微信公众号（安世半导体）：干货分享 | IGBTs给高功率带来了更多的选择
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