NX系列IGBT模块实现超低损耗

三菱电机株式会社推出新一代功率半导体模块：第6代NX系列IGBT模块。第6代NX系列IGBT模块用于驱动一般工业变频器，实现了在变频运行下世界最低的电力损耗。首先面世的将是由6单元组成的1200/150A模块。今后将会陆续推出不同单元组成、不同电流等级的新产品，以丰富该系列产品的产品线。

近年来，为了提高能源利用的效率，在机器的驱动和控制里常用到电源频率可随着负载状态而改变的变频器。驱动变频器要用到IGBT和二极管等的功率半导体。于是，集这些必要元件于一体的IGBT模块应用越来越广泛。

模块决定变频器的功率损耗，三菱电机致力于降低产品的损耗，研发出具有载流子蓄积层结构的沟槽型CSTBT(Carrier Stored Trench Gate Bipolar Transistor)，开发出了高性能IGBT模块。新一代IGBT模块通过改进CSTBT的元胞结构，在确保安全工作区的前提下降低了通态电阻。同时，模块里搭载了新开发的具有较低的通态压降的续流二极管。通过这些措施，在变频运行时新产品的功耗比传统产品降低约20％。例如：1200V/150A的IGBT模块应用于30kW的变频器，功耗可从200W减少到160W。

NX系列产品在统一了模块的尺寸之外，还可提供针脚式或螺钉式管脚(电极)，以方便客户的选择和使用。此外，该系列产品与三菱电机第五代产品具有互换性，可简化变频器的设计。

在新开发的第6代IGBT芯片上,采用了"掺杂物浓度最优化"结构以改善短路耐量，以及可以大大减小通态压降的"晶片精细化加工"两项新技术。IGBT硅片中插入电晶体元胞的个数决定流过电流的难易程度，因此如何在IGBT硅片狭窄的沟槽间增加更多的电晶体元胞变得相当重要。新开发的IGBT硅片的沟槽间距由以前的4μm变窄到2.4μm，从而使大致可推测通电损失的通态阻抗减小约20％。该技术可以很好地降低通态阻抗，不过也会导致使安全工作区减小的问题。"掺杂物浓度最优化"技术正是为抑制这一问题而开发。