대용량 전력변환용 초고전압 NPT IGBT 최적화 설계에 관한 연구 (The Optimal Design of Super High Voltage Planar Gate NPT IGBT)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 28권 / 8호 / 490 ~ 495페이지
· 저자명 : 강이구

초록

본 논문에서는 1차 전력 변환, 전기자동차 및 고속열차에서 스위칭 소자로 활용할 수 있는 3,000 V급 이상의 NPT IGBT 소자의 이론적 고찰 및 최적 설계 방안을 제시하였다. 이론적 설계를 바탕으로 항복전압 3,000 V를 만족하면서 최소의 길이를 가질 수 있는 값은 비저항 160에 N-드리프트 길이 430임을 확인할 수 있었다. 또한 5 V의 문턱전압을 유지하기 위해서는 P 베이스 농도는 6.5×1,013 cm-2 의 도우즈량으로 5.3 V의 적정값을 얻을 수 있었다. 최적의 온 상태 전압 강화와 열 특성을 보존하기 위해서는 셀 피치가 24 ㎛ 이상임을 확인할 수 있었다. 이러한 최적 설계와 전기적 특성 분석 아래 도출해낸 3,000 V급 IGBT 소자는 현재 대용량 전력 변환 및 고속철도 스위치로 사용되고 있는 사이리스터 계열을 충분히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

This paper was proposed the theoretical research and optimal design 3,000 V IGBT for using electrical automotive, high speed train and first power conversion. To obtaining 3,000 V breakdown voltage, the design parameters was showed 160 Ω․cm resistivity and 430 ㎛ drift length. And to maintain 5 V threshold voltage, we obtained 6.5×1013 cm-2 p-base dose. We confirmed 24 ㎛ cell pitch for maintain optimal on state voltage drop and thermal characteristics. This 3,000 V IGBT was replaced to thyristor devices using first power conversion and high speed train, presently.

참고자료

· 없음