[发明专利]新型绝缘栅双极型晶体管及控制电路

说明书

本发明涉及一种新型绝缘栅双极型晶体管及控制电路，包括栅结构、N+源区、P型体区、N基区及P+漏注入区，绝缘栅双极型晶体管包括覆盖设置于N+源区上的发射极、及覆盖设置于P+漏注入区上的集电极；N基区包括靠近P型体区设置的N基区，栅结构包括覆盖于N+源区和P型体区以及N基区上的栅氧；新型绝缘栅双极型晶体管还包括用以将P型体区与N基区隔离的隔离层，隔离层用以将P型体区与N基区隔离，进而将N基区引出作基极控制端；仅在新型绝缘栅双极晶体管关断时，在栅极处加反向驱动电压，在基极加正向驱动电压，从而使N基区与P型体区之间形成反偏，N基区中的空穴被反向电场加速漂移到P型体区，使得新型绝缘栅双极型晶体管迅速关断，降低器件功耗。

技术领域

本发明涉及一种新型绝缘栅双极型晶体管及控制电路。

背景技术

高压功率半导体器件是功率电子的重要组成部分，在诸如动力系统中的电机驱动，消费电子中变频等领域具有广泛的应用。绝缘栅双极型晶体管(Insulate-GateBipolar Transistor—IGBT)是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor—BJT和绝缘栅型场效应管(MOSFET—MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有绝缘栅型场效应管(MOSFET—MOS)的高输入阻抗和电力晶体管(Giant Transistor—GTR)的低导通压降两方面的优点。电力晶体管(Giant Transistor—GTR)饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。绝缘栅双极型晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。通过在栅极上加正向驱动电压，则内部MOSFET导通，从而形成内部PNP晶体管的基极电流，使绝缘栅双极型晶体管(Insulate-Gate BipolarTransistor—IGBT)导通；通过在栅极上加反向驱动电压，则内部MOSFET截止，内部PNP晶体管的基极电流被切断，使绝缘栅双极型晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)关断。

但实际的绝缘栅双极型晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)器件并不能达到上述的特性，在控制功率半导体器件中，开关性能与导通性能一直都是一对矛盾的关系，请参见图1和图2，在任何情况下，当有大导通电流时，参与导电的载流子数量较多，必然导致大量电荷在N基区内贮存，这就意味着，当器件需要关断时，需要较长的时间将这些过剩载流子从N基区内移除，会造成拖尾电流的现象，绝缘栅双极型晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)的关断过程不能迅速完成。在这个期间内，器件同时有较大的电流和电压，导致器件的开关功耗大，交叉导通，器件的开关性能较差，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速关断，以减少器件的导通损耗的新型绝缘栅双极型晶体管。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型绝缘栅双极型晶体管，包括栅结构、n+源区、P型体区、及P+漏注入区，所述新型绝缘栅双极型晶体管还包括覆盖设置于所述n+源区上的发射极、及覆盖设置于所述P+漏注入区上的集电极；

所述新型绝缘栅双极型晶体管还包括靠近所述P型体区设置的N基区，所述栅结构包括覆盖于所述n+源区和P型体区以及N基区上的栅氧；

所述新型绝缘栅双极型晶体管还包括用以将所述P型体区与所述N基区隔离的隔离层，所述隔离层用以将P型体区与N基区隔离，进而将N基区引出作基极控制端；

仅在所述新型绝缘栅双极晶体管关断时，在栅极处加反向驱动电压，在基极加正向驱动电压，从而使N基区与P型体区之间形成反偏，N基区中的空穴被反向电场加速漂移到P型体区，以使得新型绝缘栅双极型晶体管迅速关断。