基于600V BCD工藝平臺(tái)的IGBT驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì).pdf

1、IGBT綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，具有開關(guān)速度快、耐壓高、承受電流大、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，近年來成為電力電子領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)，與其相應(yīng)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路也被廣泛的進(jìn)行研究和開發(fā)。
　　本課題來源于國家重大科技02專項(xiàng)，基于電子科技大學(xué)與無錫華潤上華（CSMC）合作開發(fā)的1μm600V BCD工藝平臺(tái)，成功設(shè)計(jì)出一款適用于600V的IGBT的驅(qū)動(dòng)芯片。該驅(qū)動(dòng)芯片的設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)包括：被驅(qū)動(dòng)的高端功率器件集電極（漏極）的最高浮動(dòng)偏置

2、電壓VH為600V；最高工作頻率fmax為100KHz；輸出峰值電流Iomax為1A；高、低端輸出信號之間的死區(qū)時(shí)間Td為1.5μs。芯片采用半橋的工作模式，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用靈活。
　　本文在電路設(shè)計(jì)部分，采用雙脈沖觸發(fā)式電平位移電路完成高端信號的高低壓電平位移，大大降低了系統(tǒng)的功耗。將整體電路分成三個(gè)模塊，即邏輯控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和保護(hù)模塊，對各個(gè)模塊的子電路，作者都進(jìn)行了細(xì)致的分析和設(shè)計(jì)，并利用Hspice進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。整體電

3、路在仿真時(shí)分為正常工作、欠壓和過流三種情況進(jìn)行討論。仿真結(jié)果顯示，芯片可以高速、高效、智能的進(jìn)行工作。
　　本文在芯片的版圖設(shè)計(jì)中，首先將C型電平位移結(jié)構(gòu)和S型電平位移結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比和分析。在此基礎(chǔ)上，提出新型的 LDMOS和高壓結(jié)終端結(jié)構(gòu)，并完成相應(yīng)的版圖設(shè)計(jì)，最終使高端版圖面積降低了12％。
　　最后，作者完成了芯片的各個(gè)子電路的測試，并搭建標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用平臺(tái)，完成整體電路的測試。測試結(jié)果顯示，芯片的性能和指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。