东芝大功率器件IEGT

近年来，由于环境、能源、社会和高效化的要求，电力电子设备和系统正朝着应用技术高频化、智能化、全数字控制、系统化及绿色化方向发展。特别是在特大功率领域，东芝在IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的基础上成功研发出“注入增强”(IE: Injection Enhanced)技术，用于高电压大电流级别的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)使其性能碍到大幅提升。
随后，针对100KW到MW级别的超大功率电力转换设备的应用，开发出东芝专利产品IEGT (Injection Enhanced Gate Transistor)。IEGT通过采取‘注人增强结构”实现了低通态电压，使大功率电力电子器件取得了飞跃性的发展。作为IGBT系列电力电子器件具有良好的发展前景，其具有低损耗、高速开关、高耐压、有源栅驱动智能化等特点。并采用沟槽结构和多芯片并联均流等技术，使其在进一步及扩大电流容量方面颇具潜力。
注入增强技术（IE技术） 通过图1所示内容，我们可以了解IEGT和IGBT在结构上的区别。与IGBT结构相比，IEGT在结构上设有更大面积的栅极领域。特别在大电流导通状态时，使其可从栅极周围向N-基区层注入更多的电子，发射极附近可形成高浓度的载流子，从而减小导通电阻，即降低饱和压降。
PPI的内部结构
    为实现大电流导通，每个PPI器件里内配有数十个IEGT芯片。每个IEGT芯片上下设有钼金属片，再由钼金属片外层用铜电极压接起来（图2）。内部注有惰性气体防止内部电极氧化影响导电性能。另外，芯片的栅极是利用弹簧插针再经由PCB基板连接在一起。通过不断地努力研究，利用这种方式可使数十个芯片在不受相互干扰同时均一的开关。
通过精确的计算设计使每个芯片都无缝隙的配置在同一个平面。利用钼金属片将芯片的两极与外面的电极借助压力机械式地接触，使器件具有更好的导电性和导热性。而且这种内部无引线的连接方式具有更好的抗震性和抗热疲劳性，使器件具有非常高的安全可靠性。目前在世界范围内，包括东芝在内仅有三家制造商能生产出压接型封装的IGBT系列器件。
增值服务IEGT的应用范围及前景     目前东芝的IEGT主要应用于新能源、太阳能、风能、高压直流输电(HVDC)、牵引用特种电源等特大功率电力领域。随着电力市场项目功率等级和电压等级的不断提高，IEGT的优势逐步得到了体现和认可。现在在国内市场上已经有以东芝的IEGT作为核心器件成功运行项目。例如国内的牵引机车项目，南方某高压柔性直流输电项目等。另外，世界各大知名高压变频器厂商也在批量采用东芝的IEGT产品。包括已投入运行日本国家铁路新干线，东京城市地铁电车等都有应用到东芝IEGT产品。据悉，日本国内柔性直流输电也即将采用东芝的IEGT产品。