Abstract
摘 要 在電力電子產品之發展上，絕緣閘雙載子雙極性電晶體（IGBT）已漸漸取代雙極性電晶體（Bipolar）及金氧半電晶體（MOSFET），而成為高功率元件之主流。然而在應用上，絕緣閘雙載子雙極性電晶體易因為元件本身的閉鎖現象，或者是負載短路造成大的功率消耗，進而使得元件燒毀。加上近年來的發展趨勢，導通壓降持續降低，使得飽和電流增加，使元件要承受更大的應力。有鑑於此，本論文將著重在IGBT過流保護方面之研究，使IGBT元件本身能自我保護，而達到工作在安全之區域。 過去過流保護，大致著重於利用控制IC執行保護功能，近年來已發展至利用簡易之元件與IGBT整合成一起，無須外加其他電路來達到過流保護，如此可使製作成本大為降低。然現今的設計主要是利用同一晶片上面積較小的IGBT作為感測元件，再藉由主元件電流與感測電流的比率來判斷啟動保護電路與否，所以如何在不同的操作情況下，能夠維持固定的電流比率便成為設計的重點。在本論文中提出一個新的保護電路結構，為分離射極接觸的隔離式具過流保護之絕緣閘雙極性電晶體結構，大幅的提高感測元件之對閉鎖效應之免疫能力。 在設計的過程中將以標準的IGBT製程作為設計基礎，並藉由模擬軟體TSUPREM4以及MEDICI，變動製程參數與佈局參數，並觀察相對應的元件特性變化，以期達到與製程相容的最佳化設計。