PN結(jié)對IGBT器件的重要性

IGBT與功率MOS最大的區(qū)別就是背面多了一個pn結(jié)，在正向?qū)〞r，背面pn結(jié)構(gòu)向N-區(qū)注入空穴，使得N-區(qū)的電阻率急劇減?。措妼?dǎo)調(diào)制效應(yīng)）。

因此理解pn結(jié)對我們了解IGBT至關(guān)重要！

如下對pn結(jié)的IV特性展開全面闡述。

pn結(jié)最重要的特性為 整流特性 ，即正向?qū)щ?，反向阻斷?/p>

如下僅考慮p+n單向突變結(jié)。

pn結(jié)I-V特性公式如下：

Js定義如下：

其中ND/NA分別為施主/受主濃度；Dp/Dn分別為空穴/電子擴(kuò)散系數(shù)，τp/τn分別為空穴/電子壽命。

當(dāng)電壓為正時，pn結(jié)I-V特性簡化如下：

當(dāng)電壓為負(fù)時，pn結(jié)的I-V特性簡化如下：

當(dāng)電壓為正時，電壓每增大60mV，電流增大10倍。

以上僅考慮擴(kuò)散流（diffusion），

當(dāng)考慮 產(chǎn)生（generation）-復(fù)合（recombination） 后，pn結(jié)I-V特性公式如下：

當(dāng)電壓為正時，電流由擴(kuò)散和復(fù)合組成，pn結(jié)I-V特性簡化如下：

當(dāng)電壓為負(fù)時，電流由擴(kuò)散和產(chǎn)生組成，pn結(jié)I-V特性簡化如下：

需注意的是，高溫下，擴(kuò)散流（公式第1項(xiàng)）占主導(dǎo)，主要表現(xiàn)為反向漏電流JR飽和。

還有一個最最重要的公式為pn結(jié)的擊穿特性，公式如下：

常溫下，硅臨界擊穿場強(qiáng)見下圖：

小江對典型摻雜進(jìn)行了提取，結(jié)果如下。