Układy Smart Power - przyszłość energoelektroniki, część druga - układy monolityczne

• Autorzy: Napieralski A. , Poźniak T.

Warianty tytułu

EN

Smart Power modules - future of the power electronics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ obserwowanego ostatnio intensywnego rozwoju technologii układów VLSI na rozwój energoelektroniki. Na rynku pojawiła się nowa generacja przyrządów półprzewodnikowych mocy oparta na wykorzystaniu litografii submikronowej co spowodowało znaczną poprawą ich parametrów prądowo-napięciowych, a przede wszystkim ich parametrów dynamicznym mających bezpośredni wpływ na szybkość ich działania, a co za tym idzie na częstotliwość pracy układów energoelektronicznych. Grono projektantów układów scalonych systematycznie uzyskuje dostęp do coraz nowszych technologii. W artykule zwrócono uwagę na podstawowe zagadnienia istotne przy wykorzystaniu technologii krzemowych do realizacji projektu monolitycznego układu Smart Power. Szczególną uwagę poświęcono problemom właściwego projektowania układów Smart Power pod względem termicznym, gdyż to właśnie maksymalna temperatura stanowi ograniczenie zakresu ich pracy.

EN

The main goal of this paper is to present the influence of the intensive development of VLSI technology on the development of Power Electronics. The new generation of semiconductor power devices appears in the market. These components are based on the submicron technology used until now in low power integrated circuits. This combination of the best futures of bipolar, unipolar, power and VLSI technology generate the amelioration of all electrical parameters of power modules. The frequency that can be used in contemporary power electronics can be two order of magnitude higher as 10 years ago. This development is not yet finished and one can expect the new generation of power modules in the near future. In this paper the two main technologies of Smart Power module realisation are presented: the hybrid (in the first part) and monolithic one (in the second part of paper). The special attention is paid to the correct design of the module in spite of temperature distribution. The thermal problems are the most important in microelectronics as well as in Power Electronics. The main problem is high power density dissipated in the devices build in deep submicron technology for instance the contemporary IGBT modules used the 0.25/jm technology. Such parameters of the modules as speed and voltage drop on the ON state are the direct function of the reverse proportional to the MOS transistor channel length. In the near future the minimal dimension applied in the Power Electronics will be still scale down.

Słowa kluczowe

PL

technologia VLSI; układ smart power; półprzewodnikowe przyrządy mocy

EN

VLSI technology; smart power module; semiconductor power devices

• Wydawca: Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki
• Czasopismo: Elektronika : prace naukowe
• Rocznik: 1999
• Tom: nr 4
• Strony: 19--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Napieralski A.

• Department of Microelectronics & Computer Science, Technical University of Łódź, Al. Politechniki 11,93-590 Łódź, Poland.

autor

Poźniak T.

• Department of Microelectronics & Computer Science, Technical University of Łódź, Al. Politechniki 11, 93-590 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Baliga B.J.: ”An Overview of Smart Power Technology”. IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.38, No7, July 1992.
• [2] Pacholik J.: Możliwości technologii HBiMOS (Mietec) w kontekście układu sterowania tranzystora SIT. Łódź, marzec 1996.
• [3] Pacholik J., Napieralski A., Pożniak T.: "Thermal analysis of HCP44603+3N60EP Module", Rapport for MOTOROLA in Roznov, September 1995, 12 pages.
• [4] Pacholik J.:, Pożniak T., Zubert M.: Smart-power Device for SIT Control. Proceedings of the 3rd Advanced Training Course: „Education of computer aided design of modem ICs and devices”, MIXDES’96, Technical University of Łódź, Poland, 30 may - 1 june 1996, pp.525-530.
• [5] Pelc T., Borczyński J.: „Odprowadzanie ciepła z przyrządów półprzewodnikowych”. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1986.
• [6] Pożniak T.: Zintegrowany układ sterowania złączowego tranzystora polowego mocy - SIT (Smart - Power Device for SIT control). Łódź, kwiecień 1996.
• [7] Pożniak T., Szajfler A., Napieralski A., Zubert M., Wójciak W.: „Design of Smart-Power Modules", Proceedings of the XX-th National Conference „Circuit Theory And Electronic Circuits" - KKTOiUE ’97, Kołobrzeg, 21- 24.10.1997, pp. 343-348.
• [8] Szajfler A., Pożniak T., Napieralska M., Zubert M., Wójciak W., Napieralski A.: “Specific Problems in Smart Power Design”. International Conference On Power Electronics And Drive Systems - PEDS 97, Singapore, 26-29 May 1997, pp. 85-90.
• [9] Zubert M.: Projekt instalacji systemu MADE oraz technologii Mietec HBiMOS w środowisku Cadence dla Zakładu Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ. Łódź, marzec 1996.
• [10] Wójciak W., Napieralski A.: „An Analogue Temperature Sensor Integrated in the CMOS Technology”, International Workshop on Thermal Investigation of ICs and Microstructures, Grenoble, France, September 25-26, 1995.
• [11] Wójciak W., Napieralski A., Jabłoński G., Pożniak T.: „Thermal benchmark integrated circuit in BiCMOS technology", Proceedings of International Workshop on Thermal investigations of ICs and Microstructures - THERMINIC, 21-23 September 1997, Cannes, "Cote d’Azur", France, pp. 34- 36.
• [12] Jabłoński G., Poźniak T., Wójciak W., Napieralski A.: „Integrated Circuit for Thermal Measrements in BiCMOS Technology”. IV Workshop: "Mixed Design of Integrated Circuits and Systems - Education of Computer Aided Design of Modem Devices And ICs, Poznań, POLAND, 12-14 June 1997, pp. 265-270.
• [13] Napieralski A., Poźniak T.: „Układy Smart Power - przyszłość energoelektroniki, część pierwsza - układy hybrydowe”. ELEKTRONIKA Prace Naukowe, WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI