Analyse und Verbesserung des Verhaltens von Planar- und Trench-IGBT-Modulen in hart bzw. weich schaltenden Applikationen

IGBTs haben sich, auf Grund ihrer vorteilhaften Eigenschaften, in den letzten Jahren als Schaltelement in nahezu allen Leistungsbereichen der Stromrichtertechnik verbreitet. Parallel dazu wurden auch geeignete Dioden entwickelt, die an die hohe Dynamik aktueller IGBTs angepasst sind.

In Bezug auf die vertikale Struktur können IGBTs grundsätzlich in Non-Punch-Through- und Punch- Through-IGBTs eingeteilt werden. Bezüglich des Steuerkopfes kann zwischen Planar- und Trench- IGBTs unterschieden werden. Letztere werden erst seit den letzten Jahren produziert und weisen vor allem verbesserte statischen Eigenschaften gegenüber den Planar-IGBTs auf.

Um das dynamische Verhalten von IGBT-Modulen, welche aus IGBTs und jeweils invers angeordneten Dioden bestehen, zu untersuchen, wurde ein Prüfstand entworfen und in Betrieb genommen. Mit dieser Einrichtung wurden das harte und das weiche Schaltverhalten von Modulen mit Planar-IGBTs in NPT-Technologie und das von Trench-IGBT-Modulen mit Feldstoppzone unter praxistypischen Bedingungen charakterisiert und verglichen.