600v氮化鎵（gan）功率器件文章進(jìn)入600v氮化鎵（gan）功率器件技術(shù)社區(qū)

功率器件的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（一）---功率半導(dǎo)體的熱阻

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。散熱功率半導(dǎo)體器件在開通和關(guān)斷過程中和導(dǎo)通電流時(shí)會產(chǎn)生損耗，損失的能量會轉(zhuǎn)化為熱能，表現(xiàn)為半導(dǎo)體器件發(fā)熱，器件的發(fā)熱會造成器件各點(diǎn)溫度的升高。半導(dǎo)體器件的溫度升高，取決于產(chǎn)生熱量多少（損耗）和散熱效率（散熱通路的熱阻）。IGBT模塊的風(fēng)冷散熱
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功率器件的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（二）---熱阻的串聯(lián)和并聯(lián)

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章將比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。第一講《功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（一）----功率半導(dǎo)體的熱阻》，已經(jīng)把熱阻和電阻聯(lián)系起來了，那自然會想到熱阻也可以通過串聯(lián)和并聯(lián)概念來做數(shù)值計(jì)算。熱阻的串聯(lián)首先，我們來看熱阻的串聯(lián)。當(dāng)兩個或多個導(dǎo)熱層依次排列，熱量依次通過
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（三）----功率半導(dǎo)體殼溫和散熱器溫度定義和測試方法

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會聯(lián)系實(shí)際，比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。功率半導(dǎo)體模塊殼溫和散熱器溫度功率模塊的散熱通路由芯片、DCB、銅基板、散熱器和焊接層、導(dǎo)熱脂層串聯(lián)構(gòu)成的。各層都有相應(yīng)的熱阻，這些熱阻是串聯(lián)的，總熱阻等于各熱阻之和，這是因?yàn)闊崃吭趥鬟f過程中，需要依次克服每一個熱阻，所以總熱阻就是
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（四）——功率半導(dǎo)體芯片溫度和測試方法

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。芯片表面溫度芯片溫度是一個很復(fù)雜的問題，從芯片表面測量溫度，可以發(fā)現(xiàn)單個芯片溫度也是不均勻的。所以工程上設(shè)計(jì)一般可以取加權(quán)平均值或給出設(shè)計(jì)余量。這是一個MOSFET單管中的芯片，直觀可以看出芯片表面溫度是不一致的，光標(biāo)1的位置與光標(biāo)2位置溫度
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（五）——功率半導(dǎo)體熱容

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。熱容熱容 C th 像熱阻 R th 一樣是一個重要的物理量，它們具有相似的量綱結(jié)構(gòu)。熱容和電容，都是描述儲存能力物理量，平板電容器電容和熱容的對照關(guān)系如圖所示。平板電容器電容和熱容
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（七）——熱等效模型

前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、SiC MOSFET高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。有了熱阻熱容的概念，自然就會想到在導(dǎo)熱材料串并聯(lián)時(shí)，就可以用阻容網(wǎng)絡(luò)來描述。一個帶銅基板的模塊有7層材料構(gòu)成，各層都有一定的熱阻和熱容，哪怕是散熱器，其本身也有熱阻和熱容。整個散熱通路還包括導(dǎo)熱脂、散熱器和環(huán)境。不同時(shí)間尺度下
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（九）——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。任何導(dǎo)熱材料都有熱阻，而且熱阻與材料面積成反比，與厚度成正比。按道理說，銅基板也會有額外的熱阻，那為什么實(shí)際情況是有銅基板的模塊散熱更好呢？這是因?yàn)闊岬臋M向擴(kuò)散帶來的好處。熱橫向擴(kuò)散除了熱阻熱容，另一個影響半導(dǎo)體散熱的重要物理效應(yīng)為熱的橫向傳
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（十）——功率半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)函數(shù)

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。為什么引入結(jié)構(gòu)函數(shù)？在功率器件的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章《功率半導(dǎo)體殼溫和散熱器溫度定義和測試方法》和《功率半導(dǎo)體芯片溫度和測試方法》分別講了功率半導(dǎo)體結(jié)溫、芯片溫度、殼溫和散熱器溫度的測試方法，用的
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（十三）——使用熱系數(shù)Ψth(j-top)獲取結(jié)溫信息

前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。驅(qū)動IC電流越來越大，如采用DSO-8 300mil寬體封裝的EiceDRIVER? 1ED3241MC12H和1ED3251MC12H 2L-SRC緊湊型單通道隔離式柵極驅(qū)動器，驅(qū)動電流高達(dá)+/-18A，且具有兩級電壓變化率控制和有
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（十二）——功率半導(dǎo)體器件的PCB設(shè)計(jì)

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。功率半導(dǎo)體的電流密度隨著功率半導(dǎo)體芯片損耗降低，最高工作結(jié)溫提升，器件的功率密度越來越高，也就是說，相同的器件封裝可以采用更大電流規(guī)格的芯片，使輸出電流更大，但同時(shí)實(shí)際的損耗和發(fā)熱量也會明顯增大。功率器件中的分立器件、Easy系列模塊，Eco
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日常生活中的工業(yè)技術(shù)：助力智能生活的幕后力量

大多數(shù)人在想象工業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)時(shí)，想到的是大型的機(jī)械和復(fù)雜的制造流程，這似乎與日常生活毫無關(guān)聯(lián)。然而通過實(shí)時(shí)控制，系統(tǒng)可以在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)收集、處理數(shù)據(jù)并自行更新。智能感應(yīng)可以檢測人員和機(jī)械，而邊緣人工智能 (AI) 可以快速、高效地做出決策。這些技術(shù)涵蓋從制造到物流的方方面面。它們就像超人一樣，從我們早上起床到晚上睡覺休息的這段時(shí)間里，在幕后悄悄地執(zhí)行著各種各樣的任務(wù)，讓我們的世界正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對我們的日常生活來說，在工業(yè)應(yīng)用中使用的技術(shù)與智能手機(jī)一樣重要且有益。它們?yōu)槲覀児?jié)省了時(shí)間，增加了便利性；保護(hù)我
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國產(chǎn)1700V GaN器件進(jìn)一步打開應(yīng)用端市場

遠(yuǎn)山半導(dǎo)體在連續(xù)推出幾款高壓GaN器件后，最終將他們最新款產(chǎn)品的額定電壓推向1700V，相較于之前的1200V器件又有了顯著的提升。為了解決GaN器件常見的電流崩塌問題，他們采用特有的極化超級結(jié)（PSJ: Polarization Super Junction）技術(shù)，并對工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使器件的額定工作電壓和工作電流得到更大的提升（1700V/30A）。本次測試采用遠(yuǎn)山半導(dǎo)體提供的1700V/100mΩ規(guī)格GaN樣品,其可以輕松應(yīng)對1000V輸入電壓下的開關(guān)測試需求，在靜態(tài)測試條件下，1700V時(shí)測得
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功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（十一）——功率半導(dǎo)體器件的功率端子

/ 前言 /功率半導(dǎo)體熱設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ)，只有掌握功率半導(dǎo)體的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，才能完成精確熱設(shè)計(jì)，提高功率器件的利用率，降低系統(tǒng)成本，并保證系統(tǒng)的可靠性。功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。功率器件的輸出電流能力器件的輸出電流能力首先是由芯片決定的，但是IGBT芯片的關(guān)斷電流能力很強(qiáng)，在單管里是標(biāo)稱電流的3倍或4倍，模塊由于考慮多芯片并聯(lián)等因素，關(guān)斷電流能力定義為標(biāo)稱電流的2倍。在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，器件輸出電流能力往往受限于芯片的
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牛人居然把功率MOS剖析成這樣，很難得的資料！

功率MOSFET的正向?qū)ǖ刃щ娐罚?）：等效電路（2）：說明：功率 MOSFET 正向?qū)〞r(shí)可用一電阻等效，該電阻與溫度有關(guān)，溫度升高，該電阻變大；它還與門極驅(qū)動電壓的大小有關(guān)，驅(qū)動電壓升高，該電阻變小。詳細(xì)的關(guān)系曲線可從制造商的手冊中獲得。功率MOSFET的反向?qū)ǖ刃щ娐罚?）（1）：等效電路（門極不加控制）（2）：說明：即內(nèi)部二極管的等效電路，可用一電壓降等效，此二極管為MOSFET 的體二極管，多數(shù)情況下，因其特性很差，要避免使用。功率MOSFET的反向?qū)ǖ刃щ娐罚?）（1）：等效電路（門極加
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邁向更綠色的未來：GaN技術(shù)的變革性影響

過去幾十年間，人口和經(jīng)濟(jì)活動的快速增長推動了全球能源消耗的穩(wěn)步增長，并且預(yù)計(jì)這一趨勢還將持續(xù)。這種增長是線下與線上活動共同作用的結(jié)果。因此，數(shù)據(jù)中心的快速擴(kuò)張顯著增加了全球電力需求。據(jù)估計(jì)，2022 年全球數(shù)據(jù)中心耗電量約為240-340 太瓦時(shí)（TWh）。近年來，全球數(shù)據(jù)中心的能源消耗以每年20-40% 的速度持續(xù)增長[1]。圖1 1910年以來全球二氧化碳排放量（單位：千兆噸）：總量（上）；按行業(yè)劃分（下）隨著能源消耗的增加，相關(guān)的二氧化碳排放量也在2022年達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的37 千兆噸。為應(yīng)對這一問題，
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