负载短路条件下的PT-IGBT短路失效分析

摘要

利用器件与电路的混合仿真系统研究了在负载发生短路后穿通型绝缘栅双极晶体管(PT-IGBT)的短路失效过程，分析了PT-IGBT器件内部电流、载流子、复合速牢和器件温度的分布情况。发现在器件短路失效前，两种IGBT结构均出现了电流流向的分离，器件P-base　中心处不再有电流流过，该现象是由于空穴浓度迅速增加和空穴与沟道电子的复合位置向器件表面移动所造成的。虽然易于发生门锁的PT-IGBT结构短路失效机理是由于寄生晶闸管发生了闩锁，而不易发生闩锁的PT-IGBT结构短路失效机理足由于结温的上升导致了结漏电流的迅速增加，但是在仿真中发现不易发生闩锁的PT-IGBT也会因温度的上升发生闩锁现象，并且两种IGBT结构在发生闩锁后均出现了电流集中现象。