IGBT/MOSFET技术促使太阳能面板转换效率猛进

2013-08-18 06:39

　　随着节能观念兴起，再生能源的发电效率也逐渐受到重视，为迎合市场需求，太阳能业者皆无所不用其极努力打造节能高效的太阳能发电系统。受惠近期太阳能光伏逆变器中的IGBT与MOSFET两项功率元件技术显著进步，太阳能面板转换效率已大幅提升。

　　IGBT技术演进日趋成熟

　　IGBT与N通道(N-ch)型MOSFET不同处在于，N-ch型MOSFET的基板极性为N；而IGBT的基板极性为P。由IGBT的构造图可看出，IGBT是由N-ch型的MOSFE与PNP型双极面结型晶体管(BipolarJunctionTransistor，BJT)组合而成。

　　第二代的穿透型平坦式(PunchThroughPlanar)IGBT在内部N-chMOSFET导通时，电洞(Hole)从PNP型BJT的射极(Source)注入N-chMOSFET的泄极(Drain)，使此部分电阻降低，此现象称为接面的传导度调变。高压MOSFET泄极的磊晶层(Epitaxial)主宰导通电阻的关键部分，无法大幅降低导通阻抗，而IGBT内的BJT是双极元件，可大幅降低导通电阻，也就是说其具有低的集射极导通电压(Vce(on))。但是凡事难以两全其美，当此IGBT要关闭时，n-Epitaxial中的少数载子(Carrier)消失需要一段时间，产生拖尾电流(TailCurrent)，造成较大的截止能量损失Eoff(Turn-offEnergyLoss)，为改善此缺点，必须将晶圆做一些处理，如在P基板及n-Epitaxial中间加入n-buffer层或打电子射线(E-beam)、中性子(Proton)射线等，以减轻电流拖尾问题。