東芝開發全球首款雙柵極RC-IEGT，可降低開關損耗

2022年6月15日

東芝電子元件及儲存裝置株式會社
東芝株式會社

日本川崎--東芝電子元件及存儲裝置株式會社和東芝株式會社（Toshiba Corporation，統稱 “東芝” ）共同研發出全球首款[1]4.5-kV雙柵極反向傳導注入增強型柵極晶體管（RC-IEGT[2][3]）。 東芝證實，其開關導通及關斷時的總功耗（開關損耗）比傳統單柵極結構降低24%[4]。

功率器件是提供和管理電源的元件，對於降低各種電子設備功耗和實現碳中和社會至關重要。 在全球脫碳和節能的趨勢下，IEGT被廣泛用於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用。 由於在IEGT導通時降低損耗（導通損耗）增加開關損耗，因此很難降低IEGT功耗。

東芝開發了一種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相比，這種方法通過在關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關斷之後MG關斷，減少基板中累積的空穴，降低關斷損耗[5]。 在二極體模式下，電流從基板正面流向背面，MG和CG在反向恢復之前同時導通，減少了基板中累積的電子，減少了反向恢復損耗[6]。

新開發的雙柵極RC-IEGT結合柵極控制技術，關斷和導通損耗[7]分別比傳統單柵極結構降低24%和18%[4] ，反向恢復損耗降低32%[4]。 因此，實際測量值中總開關損耗降低24%[4]，而導通損耗沒有任何增加。

5月22日至25日，加拿大溫哥華舉行的線上2022年IEEE國際功率半導體器件和積體電路國際研討會（ ISPSD）報告了這一成果的詳細資訊。

東芝將繼續研發雙柵極RC-IEGT和柵極控制技術，力爭2025年之後實現商業化。 東芝致力於通過提高電力電子設備性能，為碳中和做出貢獻。