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功率半導體器件的展望與功率半導體器件的分類

合明科技 ?? 2658 Tags:小功率器件大功率器件功率半導體器件清洗

現(xiàn)代功率器件仍在往大功率、易驅動和高頻化方向發(fā)展,模塊化是向高功率密度發(fā)展的重要一步。當前功率器件的主要發(fā)展趨勢如下:

①IGBT(絕緣柵雙極晶體管):N溝道增強型場控復合器件,兼具MOSFET和雙極性器件的優(yōu)點,即電流大、損耗低、控制簡單。

②MCT(MOS控制晶閘管):新型MOS與雙極復合型器件,采用集成電路工藝,在普通晶閘管結構中制作大量MOS器件,通過MOS器件的通斷來控制晶閘管的通斷,其缺點是不好關斷。

③IGCT(集成門極板換流晶閘管):用于巨型電力電子成套裝置中的新型電力半導體器件。

④IEGT(電子注入增強柵晶體管):耐壓達4KV以上的IGBT系列電力電子器件,通過采取增強注入的結構實現(xiàn)了低通態(tài)電壓,使大容量電力電子器件取得飛躍性發(fā)展。

⑤IPEM(集成電力電子模塊):將電力電子裝置的諸多器件集成在一起的模塊,實現(xiàn)了電力電子技術的智能化和模塊化。

⑥PEBB(電力電子模塊):在IPEM基礎上發(fā)展起來的可處理電能集成的器件或模塊。

 功率半導體器件的分類

1 按照發(fā)展方向

功率器件按照發(fā)展方向可以分為小功率器件和大功率器件。小功率器件的發(fā)展方向以追求高集成度、高工作頻率和單位器件的小功率為目的的微電子技術,它是以集成電路為核心的;而大功率器件的發(fā)展方向以追求高的工作電流密度、短的開關時間和大的功率為目的的功率電子學。

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圖11 比亞迪公司的BF1181小功率器件與英飛凌公司小功率大氣壓力傳感器器件

2 按照發(fā)展過程

功率器件按照其發(fā)展過程又可分為三類半導體器件,第一類器件是以晶閘管為代表的功率器件,該類器件一旦開啟過后就沒法停止了,因此壽命很短。第二類器件是一種可控型器件,如電力場效應晶體管,該類器件可控制器件的開啟關斷;第三類器件主要以絕緣柵雙極晶體管為代表,它將電力場效應晶體管高耐壓,驅動電路簡單的優(yōu)點與雙極結型晶體管導通電壓小的優(yōu)點結合于一體,因此,在高壓高功率電路中得到了廣泛應用。

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圖13 晶閘管內部結構、示意圖及表示符號

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圖14 電力場效應晶體管示意圖及表示符號

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圖15 絕緣柵雙極晶體管示意圖及表示符號


3 按照半導體材料

功率器件按照半導體材料可分為第一代半導體、第二代半導體與第三代半導體。第一代半導體材料主要是指硅(Si)、鍺元素(Ge)半導體材料。而第二代半導體材料主要是指化合物半導體材料,如砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);三元化合物半導體,如GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導體,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導體(又稱非晶態(tài)半導體),如非晶硅、玻璃態(tài)氧化物半導體;有機半導體,如酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等。第三代半導體材料主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導體材料。

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圖16 第一、二、三代半導體材料及主要應用

4 按照電流流通路徑

功率器件按照電流流通路徑可以分為橫向功率器件與縱向功率器件。橫向功率器件指器件的漏電極和源電極都在器件上方,電流從漏極流向源極的路徑為橫向。而縱向功率器件指器件的源電極在器件的上方,而漏電流在器件的下方,電流從漏極流向源極的路徑為縱向。如圖為橫向功率器件的代表結構LDMOS(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor)與縱向功率器件的代表結構VDMOS(Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor)元胞結構示意圖。

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圖17 LDMOS(左)與VDMOS(右)元胞電流路徑示意圖

功率LDMOS與VDMOS相對于普通MOS多了一個漂移區(qū)N-Drift,同時MOS的P-sub相當于LDMOS與VDMOS器件的P-body區(qū)域, P-body通過P+區(qū)域與源電極相連,因此LDMOS與VDMOS的電流路徑相對于普通MOS多了一個漂移區(qū)。漂移區(qū)的存在增大了器件的電阻,但在電流流通時,漂移區(qū)兩端就可承受電壓,因此LDMOS與VDMOS有較高的擊穿電壓。

功率半導體器件清洗

為應對能源危機和生態(tài)環(huán)境惡化等問題,世界各國均在大力發(fā)展新能源汽車、高壓直流輸電等新興應用,促進了大功率電力電子變流裝置的廣泛應用。大功率變流裝置的可靠性對這些應用而言十分重要。裝置的可靠性與其核心器件IGBT密切相關。

目前,大量的IGBT仍在采用傳統(tǒng)的正溴丙烷等溶劑清洗清洗,隨著對環(huán)保的管控和對產品可靠性的要求不斷提高,原有的傳統(tǒng)溶劑清洗已不能滿足IGBT清洗。對此,合明提出新型的IGBT清洗方案。

合明科技半水基清洗工藝解決方案,采用合明科技專利配方,可在清洗IGBT凹槽內存在大量的錫膏殘留的同時去除金屬界面高溫氧化膜,更含有保護芯片獨特的材料;配方材料親水性強,清洗后易于用水漂洗干凈。

歡迎使用合明科技半水基清洗劑清洗IGBT功率器件。

以上便是IGBT功率器件清洗劑廠,IGBT功率器件的DCB襯底功能介紹,希望可以幫到您!

合明科技運用自身原創(chuàng)的產品技術,滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

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