在本應用筆記中，我們將討論為高壓和高頻應用開發的BiMOSFET。我們還將討論其直流電性能及其開關應用。

在IXBH40N160中，IXYS通過引入集電極短路器開發了一種極快，均勻的基極IGBT。由于這種修改使該器件表現得像一個非常低的RDS（on）MOSFET，因此IXYS創造了首字母縮寫詞BiMOSFET來區分這種新型開關。額定電壓為1600 V，其RDS（on）小于等效電壓額定MOSFET的10％，但開關時間小于200 ns。因此，它將使用開關技術取代在10 kHz至75 kHz或更高頻率下運行的高壓應用中的常規IGBT和MOSFET。

介紹

如今，高壓MOSFET的應用比比皆是，但這也將受益于更好的器件。例如掃描電路，雷達脈沖調制器，電容器放電電路和高壓開關模式電源。MOSFET串聯并聯連接以克服其電壓和高RDS（on）限制。傳統的高壓IGBT太慢了。IXYS開發了一種新的40A，1600V，均質基極IGBT，可以滿足對更快，更高電壓開關的需求。

MOSFET和IGBT的常規結構通常稱為DMOS，即雙擴散金屬氧化物硅，它由在大的低電阻率硅襯底上生長的厚外延硅層組成。然而，在超過1200 V的電壓時，支撐那些阻斷電壓所需的N硅層的厚度使得構造均質基IGBT變得很有吸引力。這種結構的橫截面圖如圖1所示。

圖1 BiMOSFET剖面圖

切換性能

圖2關斷電流和電壓波形

IXBH40N160 BiMOSFET對于額定電壓為1600 V的器件的開關速度非常快。使用5Ω柵極電阻時，其總的電阻導通時間通常為245 ns。圖2顯示了在125°C的高溫下，將20 A的電感負載關斷到1000 V鉗位中的部分。尾電流相對較小，因此E（off）為2.4 mJ，小于對比IGBT的50％。圖3繪出了關斷能量與串聯柵極電阻RG的函數關系。該電阻器主要確定集電極電壓的上升速率，其隨著RG的減小而增大，并相應地隨著E（off）的增大而增大。

圖3關斷能量與柵極電阻RG

目前，BiMOSFET的一個缺點是在高溫下它不是完全沒有鎖存的。在TJ =125?C時，通過RG選擇或簡單的緩沖器，最大dV / dt應保持小于10 V / ns。為了安全地關斷40 A以上的峰值電流而不產生緩沖，建議的最小RG電阻為47Ω。但是，還應該建議IXBH40N160僅是BiMOSFET系列的第一成員，并且可以預期，進一步的發展將使其與短路額定IGBT一樣堅固。

編輯：hfy