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IGBT的截面结构和限制集电极-发射极电压的因素

图A显示了传统IGBT的截面结构和N区载流子分布。N区载流子浓度从集电极到发射极呈单调下降趋势。为了提高IGBT的集电极-发射极电压,需要在集电极和发射极之间设置一个深N区。但是,深N区的载流子浓度较低。随之导致的电阻增加将加大压降,进而提高导通状态电压。

IEGT栅极结构的特点和注入增强(IE)效应

图B显示了IEGT的截面结构和载流子分布。IEGT的结构类似于IGBT,但栅极结构比IGBT的更深更宽。该结构增加了栅极-发射极电阻,阻止载流子通过发射极端。这样就增加了N区发射极附近的载流子浓度。因为这一现象具有载流子注入和累积的相同效应,所以称其为注入增强(IE)效应。该栅极结构结构有助于减小压降,甚至是在高额定值的集电极-发射极电压条件下。

IGBT的截面视图和载流子分布
图A IGBT的截面视图和载流子分布

因为发射极附近的载流子浓度较低,集电极-发射极电压额定值的增加将导致导通状态电压上升。

IEGT的截面视图和载流子分布
图B IEGT的截面视图和载流子分布

发射极附近的载流子浓度增加。这样,电子注入增加,从而降低了导通状态电压。

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