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신사무엘(Samuell Shin),손정만(Jungman Son),구용서(Yongseo Koo) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.11
This study is presented about electrical characteristics of 2500V planar gate IGBT The breakdown voltage and saturation voltage (Vce, sat) according to variations of gate length, emitter window region, and drift region depth were simulated using 2D simulator (MEDICI). In simulation results, when the gate length was 15㎛, the emitter window region was 8㎛ and drift region depth was 375㎛, the breakdown voltage and saturation voltage (Vce, sat) of optimized IGBT were simulated to 2810V, 3.4V respectively.
새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT의 전기적 특성 분석
신사무엘(Shin, Samuell),손정만(Son, Jung-Man),박태룡(Park, Tea-Ryoung),구용서(Koo, Yong-Seo) 한국전기전자학회 2008 전기전자학회논문지 Vol.12 No.4
본 논문에서는 기존 IGBT의 구조적 한계로 인한 순방향 전압강하와 스위칭 손실간의 트레이드-오프 관계를 극복하고, 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 IGBT소자의 셀(Cell)과 셀 사이에 존재하는 폴리(poly) 게이트 영역에 nMOS를 형성시킨 구조로 N-드리프트 층으로의 전자, 정공의 주입효율을 증가시켜 기존 구조보다 더 낮은 온-저항과 빠른 스위칭 손실을 얻도록 설계된 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조의 단일 소자인 경우 순방향 전압강하와 스위칭 특성은 각각 2.65V와 4.5us로, 기존 구조가 갖는 3.33V와 5us비해 약 26%의 감소된 순방향 전압강하와 10%의 낮은 스위칭 특성을 보였으며 래치-업 특성은 773A/로 기존 520A/보다 33%의 상승된 특성을 보였다. In this paper, we proposed the novel IGBT with an additional n-type MOS structure to achieve the improved trade-off between turn-off and on-state voltage drop(Vce(sat)). These low on-resistance and the fast switching characteristics of the proposed IGBT are caused by an enhanced electron current injection efficiency which is caused by additional n-type MOS structure. In the simulation result, the proposed IGBT has the lower on state voltage of 2.65V and the shorter turn-off time of 4.5us than those of the conventional IGBT(3.33V, 5us).
낮은 온-저항과 빠른 스위칭 특성을 갖는 2500V급 IGBTs
신사무엘,구용서,원종일,권종기,곽재창,Shin, Samuell,Koo, Yong-Seo,Won, Jong-Il,Kwon, Jong-Ki,Kwak, Jae-Chang 한국전기전자학회 2008 전기전자학회논문지 Vol.12 No.2
본 연구는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자로서 NPT(Non Punch Through) IGBT 구조에 기반 한 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+를 도입함으로 N-드리프트 영역의 정공분포를 N+영역으로 밀집시켜 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선, 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간과 더 낮은 순방향 전압강하를 갖는 구조이다. 또한 P+를 게이트 우측 하단에 형성함으로써 순방향 전압 강하 특성을 개선시키기 위해 도입한 캐리어 축적 층인 N+에 의해 발생하는 낮은 래치-업 특성과 낮은 항복 전압 특성을 개선시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제한된 구조의 턴-오프와 순방향 전압강하는 기존 구조대비 각각 0.3us, 0.5V 향상된 특성을 보였다. This paper presents a new Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT) based on Non Punch Through(NPT) IGBT structure for power switching device. The proposed structure has adding N+ beside the P-base region of the conventional IGBT structure. The added n+ diffusion of the proposed device ensure device has faster turn-off time and lower forward conduction loss than the conventional IGBT structure. But, added n+ region can reduce th breakdown voltage and latching current density of the proposed device due to its high doping concentration. This problems can be overcome by using diverter on the right side of the device. In the simulation results, turn-off time of the proposed device is 0.3us and the on-state voltage drop is 3V. The results show that the proposed device has superior characteristic than conventional structure.
새로운 구조의 IGBT 소자 설계 및 전기적 특성에 관한 연구
손정만(Jeong-Man Son),박미정(Mi-Jeong Park),신사무엘(Samuel Shin),구용서(Yong-Seo Koo) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7
In this study, three types of new structural Trech type IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) are proposed. In process and device simulation results, we verified that these structure have superior electric characteristics than conventional structure about forward voltage drop and blocking capability, turnoff characteristics.