3.3 kV 이상의 전력반도체 소자 구현 및 신뢰성 향상을 위한 필드링 최적 설계에 관한 연구

강이구

doi:https://doi.org/10.4313/JKEM.2017.30.3.148

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강이구 (극동대학교)

저널정보: 한국전기전자재료학회 전기전자재료학회논문지 전기전자재료학회논문지 제30권 제3호

발행연도: 2017.3

수록면: 148 - 151 (4page)

DOI: https://doi.org/10.4313/JKEM.2017.30.3.148

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본 논문에서는 송배전용 전력변환 스위치로 사용되는 대용량 전력 IGBT 소자에 적용되는 필드링을 설계하여 3.3kV NPT 플래너게이트 전력 IGBT 소자에 적용한 다음 전기적인 특성을 분석하였다. 우선, NPT 플래너 게이트 전력 IGBT의 전기적인 특성을 분석한 결과 온 상태 전압강하는 3V이하, 항복전압은 3.3kV의 특성을 얻을 수 있었다. 또한 필드링의 경우는 3.3kV를 얻기 위해서는 23개의 필드링이 필요하며, 필드링 사이의 간격은 13㎛, 필드링의 너비는 5㎛의 최적 파라미터를 얻을 수 있었다. 이러한 전력 IGBT의 설계 기반 기술은 필드 스톱 IGBT 초 접합 IGBT에도 적용될 수 있으며, 송배전 전력변환 스위치로 가장 많이 사용되는 사이리스터 계열의 소자를 모두 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

#Power device #Breakdown voltage #Field ring #Super high voltage #On state voltage drop

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undefined / 2002 / A Novel Lateral Trench Electrode IGBT for Suprior Electrical Characteristics / Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers 15(9):758~763

남태진 / 2011 / Al₂O₃ 게이트 절연막을 이용한 GaN Power MOSFET의 설계에 관한 연구 / 전기전자재료학회논문지 24(9):713~717

A. Malvino / 2006 / Electronic Principles / McGraw-Hill College

E. Gates / 2001 / Introduction to Electronics / Cengage Learning

경신수 / 2009 / 고전압 전력소자를 보호하기 위한 Sense FET 설계방법 / 전기전자재료학회논문지 22(1):12~16

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