所謂PT(PunchThrough，穿通型)，是指電場穿透了N-漂移區(qū)，電子與空穴的主要匯合點(diǎn)在N一區(qū)。NPT在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的時(shí)間(1982年)要早于PT(1985)，但技術(shù)上的原因使得PT規(guī)模商用化的時(shí)間比NPT早，所以第1代IGBT產(chǎn)品以PT型為主。PT-IGBT很好地解決了IGBT的閂鎖問題，但是需要增加外延層厚度，技術(shù)復(fù)雜，成本也高。IGBT芯片中的外延層與電壓規(guī)格是直接相關(guān)的，電壓規(guī)格越高、外延層越厚，IZOOV、2000V的PT-IGBT外延層厚度分別達(dá)到了100μm和200μm。

所謂NPT(Non-PunchThrough，非穿通)，是指電場沒有穿透N-漂移區(qū)。NPT的基本技術(shù)原理是取消N十緩沖區(qū)，直接在集電區(qū)注入空間電荷形成高阻區(qū)，電子與空穴的主要匯合點(diǎn)換成了P十集電區(qū)。這項(xiàng)技術(shù)又被稱為離子注入法、離子摻雜工藝。

PT與NPT生產(chǎn)工藝的區(qū)別如下：

PT-IGBT芯片的生產(chǎn)從集電區(qū)(P+背發(fā)射區(qū))開始，先在單晶硅的背面生成低摻雜的P+發(fā)射區(qū)，然后用外延工藝在單晶硅的正面依次生成N十緩沖區(qū)、MOS結(jié)構(gòu)。

NPT-IGBT芯片的生產(chǎn)從基區(qū)(N-漂移區(qū))開始，先在N型單晶硅的正面生成MOs結(jié)構(gòu)，然后用研磨減薄工藝從背面減薄到IGBT電壓規(guī)格需要L的厚度，再從背面用離子注入工藝生成集電區(qū)。

兩種技術(shù)性能對比如下：

傳導(dǎo)損耗

對于給定的開關(guān)速度，NPT 技術(shù)通常比 PT 技術(shù)具有更高的 VCE(on)。這種差異被進(jìn)一步放大的事實(shí)是，對于 NPT(正溫度系數(shù))，VCE(on) 隨著溫度的升高而增加，而對于 PT(負(fù)溫度系數(shù))，VCE(on) 隨著溫度的降低而降低。然而，對于任何 IGBT，無論是 PT 還是 NPT，開關(guān)損耗都會與 VCE(on) 進(jìn)行權(quán)衡。更高速度的 IGBT 具有更高的 VCE(on);較低速度的 IGBT 具有較低的 VCE(on)。事實(shí)上，一個(gè)非?？斓?PT 設(shè)備可能具有比開關(guān)速度較慢的 NPT 設(shè)備更高的 VCE(on)。

開關(guān)損耗

對于給定的 VCE(on)，PT IGBT 具有更高的開關(guān)速度和更低的總開關(guān)能量。這是由于較高的增益和少數(shù)載流子壽命縮短，這會抑制尾電流。

堅(jiān)固性

NPT IGBT 通常具有短路額定值，而 PT 器件通常沒有，并且 NPT IGBT 可以比 PT IGBT 吸收更多的雪崩能量。由于 PNP 雙極晶體管的基極更寬且增益更低，NPT 技術(shù)更加堅(jiān)固耐用。這是通過使用 NPT 技術(shù)權(quán)衡開關(guān)速度所獲得的主要優(yōu)勢。制造具有大于 600 伏 VCES 的 PT IGBT 很困難，而使用 NPT 技術(shù)卻很容易做到。Advanced Power Technology 確實(shí)提供了一系列非?？焖俚?1200 伏 PT IGBT，即 Power MOS 7 IGBT 系列。

溫度影響

對于 PT 和 NPT IGBT，開通開關(guān)速度和損耗實(shí)際上不受溫度影響。然而，二極管中的反向恢復(fù)電流會隨著溫度的升高而增加，因此電源電路中外部二極管的溫度效應(yīng)會影響 IGBT 的開通損耗。對于 NPT IGBT，關(guān)斷速度和開關(guān)損耗在工作溫度范圍內(nèi)保持相對恒定。對于 PT IGBT，關(guān)斷速度會降低，因此開關(guān)損耗會隨著溫度的升高而增加。然而，由于尾電流淬滅，開關(guān)損耗開始時(shí)很低。

如前所述，NPT IGBT 通常具有正溫度系數(shù)，這使得它們非常適合并聯(lián)。并聯(lián)設(shè)備需要正溫度系數(shù)，因?yàn)闊嵩O(shè)備將比冷設(shè)備傳導(dǎo)更少的電流，因此所有并聯(lián)設(shè)備傾向于自然共享電流。然而，由于溫度系數(shù)為負(fù)，PT IGBT 不能并聯(lián)是一種誤解。PT IGBT 可以并聯(lián)是因?yàn)椋?

· 它們的溫度系數(shù)往往幾乎為零，有時(shí)在較高電流下為正。

· 通過散熱器共享熱量往往會迫使設(shè)備共享電流，因?yàn)闊嵩O(shè)備會加熱其鄰居，從而降低它們的導(dǎo)通電壓。

· 影響溫度系數(shù)的參數(shù)往往在器件之間很好地匹配。