전기자동차용 이중 게이트 구조를 갖는 전력 IGBT소자의 전기적인 특성 분석

Abstract

본 논문에서는 플래너 게이트 및 트렌치 게이트의 구조를 동시에 가지고 있는 1200V급 이중 게이트 IGBT 소자를 제안함과 동시에 전기적인 특성을 분석하였으며, 분석된 결과를 가지고 플래너 게이트 및 트렌치 게이트 IGBT 소자의 전기적인 특성과 비교 분석하였다. 이중 게이트 IGBT 소자를 설계하는데 있어 문턱전압 및 온 상태 전압 강하에 영향을 주는 P-베이스 영역에 있어 P-베이스에 깊이는 트렌치 게이트 소자 영역에 영향을 주며, P-베이스에 너비는 플래너 게이트 소자 영역에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시한 이중 게이트 IGBT 소자의 전기적인 특성인 항복전압은 1467.04V, 온 전압 강하는 3.08V, 문턱전압은 4.14V의 특성을 나타내고 있다. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) device is a device with excellent current conducting capability, it is widely used as a switching device power supplies, converters, solar inverter, household appliances or the like, designed to handle the large power. This research was proposed 1200 class dual gate IGBT for electrical vehicle. To compare the electrical characteristics, The planar gate IGBT and trench gate IGBT was designd with same design and process parameters. And we carried to compare electrical characteristics about three devices. As a result of analyzing electrical characteristics, The on state voltage drop charateristics of dual gate IGBT was superior to those of planar IGBT and trench IGBT. Therefore, Aspect to Energy Loss, dual gate IGBT was efficiency. The breakdown volgate and threshold voltage of planar, trench and dual gate IGBT were 1460V and 4V.