Diotec passe des diodes à la technologie IGBT
Diotec ne se limite plus aux diodes et propose désormais des transistors MOSFET, IGBT et SiC. Ses tout derniers ajouts - des transistors IGBT - sont logés dans des boîtiers TO-247-3 et TO-247-4, et assurent une commutation de 75 A à 650 V et de 40 A à 1 350 V à une température de puce de 100 °C. En 2025, l’entreprise prévoit de lancer des IGBT conçus pour 115 A à 650 V et pour 100 A à 1 200 V.
IGBT - Structure d’une cellule
La figure 1 est une vue en coupe d’une cellule IGBT, qui comprend une grille verticale (en tranchée) et une couche d’arrêt de champ qui améliore la chute de tension à l’intérieur de la puce. La cellule a généralement une largeur de 2 à 10 μm. La puce IGBT au silicium intègre des millions de ces cellules, ce qui lui permet de commuter des courants de plusieurs centaines d’ampères. Pour des tensions de commutation de 650 V, l’épaisseur type de la puce IGBT est comprise entre 65 et 75 μm.
n- représente un dopage léger, n correspond au dopage standard et n+ indique un dopage important. Il en va de même pour les semi-conducteurs de type p.
La cellule IGBT de la figure 1 se prête facilement à l’ajout d’une diode antiparallèle. La région p+ inférieure alterne des zones p+ et n+ qui, connectées au collecteur, créent une diode avec la structure p+, p-, n-, n, n+.
IGBT - Circuit équivalent
Rd représente la résistance de la région de dérive n-, tandis que Rb est la résistance totale des régions p- et p+.
Le fonctionnement est simple : une tension positive entre la grille (G) et l’émetteur (E) active le transistor MOSFET Q1, ce qui active le transistor PNP Q2. L’IGBT comprend également un transistor NPN parasite Q3.
En principe, un courant d’émetteur très élevé peut provoquer une chute de tension importante dans la résistance Rb, déclenchant ainsi le transistor NPN parasite Q3. Dans ce cas, le transistor PNP Q2 resterait activé (effet latch-up ou de verrouillage) et la désactivation du transistor MOSFET Q1 n’interromprait pas son fonctionnement, ce qui pourrait entraîner une surchauffe et une défaillance de l’IGBT. On évite ce problème sur les IGBT modernes en optimisant les niveaux de dopage et la géométrie des régions.
Boîtier à 3 vs 4 broches
La puce IGBT est reliée au boîtier par des fils de connexion qui, comme tous les conducteurs, ont une résistance et une inductance. Les fils conducteurs du boîtier introduisent également une résistance et une inductance supplémentaires dans le circuit. Lors de la commutation, les variations rapides du courant génèrent une tension dans l’inductance (Ve = L*di/dt), qui affecte la tension d’émetteur de grille (Vge). Lors de la mise sous tension, Vge = Vg - Ve, ce qui ralentit le processus d’activation et augmente les pertes de commutation. De même, lors de la mise hors tension, Vge = Vg + Ve, ce qui ralentit le processus de désactivation et augmente ultérieurement les pertes.
Le boîtier TO-247-4L à 4 broches ajoute un fil de connexion supplémentaire et un fil conducteur pour l’émetteur. Le pilote de l’IGBT se connecte entre la grille (G) et ce fil conducteur. Comme le courant du pilote est beaucoup plus faible que le courant commuté par l’IGBT, l’inductance du fil supplémentaire a un effet beaucoup plus faible sur Vge.
IGBT Diotec
La gamme actuelle des IGBT Diotec se caractérise par une structure à arrêt de champ et grille en tranchée, et comprend des diodes antiparallèles.
Ces IGBT sont disponibles en trois catégories de vitesse, désignées par les lettres S, M et F :
- S – jusqu’à 20 kHz (commutation résonante) ;
- M - jusqu’à 50 kHz (commutation à vitesse moyenne) ;
- F - jusqu’à 100 kHz (commutation rapide).
La gamme Diotec compte actuellement 7 IGBT. L’entreprise prévoit de lancer 17 nouveaux IGBT et d’ajouter bientôt des IGBT en boîtier CMS.
Applications
- Chauffage par induction - pour tables de cuisson et applications industrielles (S)
- Onduleurs pour moteurs de véhicules électriques et d’appareils électroménagers (F)
- Onduleurs solaires (M)
- Alimentation sans interruption (ASI) (M)
- Appareils de chauffage à coefficient de température positif (CTP) (M)
- Correction du facteur de puissance (PFC) (F)
- Machines à souder (F, M)
Découvrez vite notre vaste assortiment de diodes et transistors Diotec, immédiatement disponibles en stock pour vos projets ! Si vous recherchez quelque chose de spécifique, nous pouvons facilement vous fournir d’autres modèles de ce fabricant à des conditions avantageuses.
Votre avis nous aide à créer des contenus vraiment utiles pour nos lecteurs. Nous vous saurions gré d’y contribuer en évaluant l’article ci-dessus.
Pour toute question ou commentaire, n'hésitez pas à nous contacter. Merci encore pour votre temps et votre confiance.
Vous avez besoin d’informations complémentaires ou de conseils techniques pour choisir le bon produit Diotec ? Vous avez une question à nous poser ou une requête à nous soumettre ? N’hésitez pas à nous contacter. Nous serons ravis de vous aider.
Vous aimez nos articles ? Alors, ne manquez aucun d'entre eux ! Vous n’aurez à vous soucier de rien car c’est nous qui vous les ferons parvenir.
