关于BiMOSFET直流电性能及其开关应用
在本应用笔记中，我们将讨论为高压和高频应用开发的bimosfet。我们还将讨论其直流电性能及其开关应用。
在ixbh40n160中，ixys通过引入集电极短路器开发了一种极快，均匀的基极igbt。由于这种修改使该器件表现得像一个非常低的rds（on）mosfet，因此ixys创造了首字母缩写词bimosfet来区分这种新型开关。额定电压为1600 v，其rds（on）小于等效电压额定mosfet的10％，但开关时间小于200 ns。因此，它将使用开关技术取代在10 khz至75 khz或更高频率下运行的高压应用中的常规igbt和mosfet。
介绍
如今，高压mosfet的应用比比皆是，但这也将受益于更好的器件。例如扫描电路，雷达脉冲调制器，电容器放电电路和高压开关模式电源。mosfet串联并联连接以克服其电压和高rds（on）限制。传统的高压igbt太慢了。ixys开发了一种新的40a，1600v，均质基极igbt，可以满足对更快，更高电压开关的需求。
mosfet和igbt的常规结构通常称为dmos，即双扩散金属氧化物硅，它由在大的低电阻率硅衬底上生长的厚外延硅层组成。然而，在超过1200 v的电压时，支撑那些阻断电压所需的n硅层的厚度使得构造均质基igbt变得很有吸引力。这种结构的横截面图如图1所示。
图1 bimosfet剖面图
切换性能
图2关断电流和电压波形
ixbh40n160 bimosfet对于额定电压为1600 v的器件的开关速度非常快。使用5ω栅极电阻时，其总的电阻导通时间通常为245 ns。图2显示了在125°c的高温下，将20 a的电感负载关断到1000 v钳位中的部分。尾电流相对较小，因此e（off）为2.4 mj，小于对比igbt的50％。图3绘出了关断能量与串联栅极电阻rg的函数关系。该电阻器主要确定集电极电压的上升速率，其随着rg的减小而增大，并相应地随着e（off）的增大而增大。
图3关断能量与栅极电阻rg
目前，bimosfet的一个缺点是在高温下它不是完全没有锁存的。在tj =125⁰c时，通过rg选择或简单的缓冲器，最大dv / dt应保持小于10 v / ns。为了安全地关断40 a以上的峰值电流而不产生缓冲，建议的最小rg电阻为47ω。但是，还应该建议ixbh40n160仅是bimosfet系列的第一成员，并且可以预期，进一步的发展将使其与短路额定igbt一样坚固。
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图1 bimosfet剖面图
切换性能
图2关断电流和电压波形
ixbh40n160 bimosfet对于额定电压为1600 v的器件的开关速度非常快。使用5ω栅极电阻时，其总的电阻导通时间通常为245 ns。图2显示了在125°c的高温下，将20 a的电感负载关断到1000 v钳位中的部分。尾电流相对较小，因此e（off）为2.4 mj，小于对比igbt的50％。图3绘出了关断能量与串联栅极电阻rg的函数关系。该电阻器主要确定集电极电压的上升速率，其随着rg的减小而增大，并相应地随着e（off）的增大而增大。
图3关断能量与栅极电阻rg
目前，bimosfet的一个缺点是在高温下它不是完全没有锁存的。在tj =125⁰c时，通过rg选择或简单的缓冲器，最大dv / dt应保持小于10 v / ns。为了安全地关断40 a以上的峰值电流而不产生缓冲，建议的最小rg电阻为47ω。但是，还应该建议ixbh40n160仅是bimosfet系列的第一成员，并且可以预期，进一步的发展将使其与短路额定igbt一样坚固。
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