1600V BIMOSFET晶体管的应用及其直流电性能

本应用笔记介绍了新的1600 V BIMOSFET晶体管，该晶体管已被新应用取代。它介绍了BIMOSFET的许多应用及其直流电性能。如今，有许多使用高压MOSFET和IGBT的应用，这些应用将受益于更高的电压部分。示例包括扫描电路，雷达脉冲调制器，电容器放电电路，固态继电器，牵引设备上的辅助电源以及其他高压开关模式电源。MOSFET串联并联连接以克服其电压和较高的R_DS（on）限制。高压IGBT对于某些应用来说太慢了。高压BIMOSFET晶体管的新家族正在满足这些需求。

MOSFET和IGBT的常规构造通常称为DMOS（双扩散金属氧化物硅），它由生长在厚的低电阻率硅衬底顶部的外延硅层组成，如图1所示。 1b。但是，在超过1200 V的电压下，支持这些阻断电压所需的N硅层的厚度使其对如图1a所示的非外延结构更具吸引力，并且成本更低。这种类型的结构也称为“均质基础”或“非穿通”（NPT）。

图1 BIMOSFETTM IXBH40N160横截面（a）与具有外延结构的IGBT的比较（b）  

参考图1a，IGBT的典型pnpn结构得以保留，但请注意，为了降低PNP晶体管的电流增益并因此关断开关行为，引入了N +集电极-短路模式。但是，现在有一个从发射极到集电极的“自由”本征二极管，与MOSFET中的二极管不同，这使我们创造了首字母缩写词BIMOSFET晶体管。BIMOSFET晶体管的关断行为由集电极短路量控制。为了使二极管可用并且不引起换向dV / dt问题，必须通过辐照来减少少数载流子的寿命。

最终结果是一种设备，可以通过定制其集电极短图案以及适当的辐射量来针对高频或低频切换进行优化。

直流电性能

可以预见的是，BIMOSFET晶体管系列将涵盖从简单的高压开关到提高高压IGBT的高频性能的高压应用范围。

在检查此表和以下某些图时，我们可以注意以下几点：

BIMOSFET晶体管系列的典型阈值电压高于普通IGBT，但其Qg（on）相当。 

在IC = 25 A时，IXLH45N160的VCE（sat）分别约为IXBH40N160的三分之一，2.5 V和7.0V。这两个部件的饱和电压均具有很强的正温度系数。

为了在更高的电压下经受短路测试（SCSOA）的影响，需要较低的跨导，产生低的短路电流I_CE（on）。

但是，在许多脉冲应用中，传导高峰值电流的能力比SCSOA更重要。克服低跨导的一种方法是增加栅极电压。

应用领域

已经提到了许多应用中的一些，但让我们回顾一下一些应用，以了解高压开关的可用

编辑：hfy