基于有限元方法的IGBT熱模型仿真
摘要：隨著集成電路的發(fā)展,絕緣柵雙極晶體管(IGBT)對(duì)電磁脈沖的敏感性增高,造成器件的疲勞與老化,IGBT模塊失效將導(dǎo)致功率變流器故障,為了提高功率變流器的穩(wěn)定性,保證電子設(shè)備能夠正常工作,研究電磁脈沖對(duì)IGBT的影響是很有必要的。基于有限元軟件COMSOL建立的IGBT三維熱模型,分析了IGBT在穩(wěn)態(tài)以及瞬態(tài)下結(jié)溫變化規(guī)律。研究了IGBT在單脈沖和周期脈沖作用下的熱累積效應(yīng),捕獲并比較了IGBT中的瞬態(tài)熱響應(yīng)和峰值溫度,分析了IGBT在焊料層不同老化狀態(tài)下的溫度場(chǎng)。結(jié)果表明溫度最大值出現(xiàn)在芯片中心,且脈沖功率幅值、脈寬、波形、頻率等因素都會(huì)對(duì)結(jié)溫有不同程度的影響,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致模塊失效。另外,焊料層老化導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)降低,從而改變了熱流的傳遞過(guò)程,使得熱流從芯片傳遞到芯片焊料層所需的時(shí)間減少,導(dǎo)致器件更易發(fā)生損壞。因此,研究結(jié)果可為IGBT的設(shè)計(jì)及運(yùn)行狀態(tài)提供一定的參考。
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電力科學(xué)與工程雜志
電力科學(xué)與工程雜志， 月刊，本刊重視學(xué)術(shù)導(dǎo)向，堅(jiān)持科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性，刊載內(nèi)容涉及的欄目：理論探討、新能源專欄、工程應(yīng)用等。于1985年經(jīng)新聞總署批準(zhǔn)的正規(guī)刊物。
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