Integrierte Gatetreiber in SOI-Technologie für 600V- und 1200V-Leistungssysteme
von Bastian VoglerDie Dissertation beschäftigt sich mit der Konzeption und dem Entwurf von Gatetreiber-ICs in Hochspannungs-SOI-Technologie für 600V- und 1200V-Leistungssysteme und deren Applikation in Intelligenten Leistungsmodulen (IPM).
Das Spektrum existierender Gatetreiber- und IPM-Lösungen wird in den Vorbetrachtungen aufgezeigt.
Ausgehend von den gewonnenen Erkenntnissen wird eine 600V-SOI-Technologie als Entwurfsplattform ausgewählt und ein neuartiges Gatetreiberkonzept entwickelt, welches bisherige Einschränkungen vollintegrierter Ansteuerbausteine hinsichtlich Spannungs-, Laststrom- und Temperaturbereich, sowie Störsicherheit überwindet.
Beispielhaft wird der vollständige Entwurf eines 1200V-IGBT-Halbbrückentreibers von der Schaltungsentwicklung bis zum Layout verfolgt.
Kernstück des Bausteins ist ein innovatives Levelshifterkonzept mit dem durch direkte Kaskadierung zweier 600V-Transistoren der verfügbare Spannungsbereich verdoppelt wird. Weiterhin ist durch erweiterte Levelshifter die Entkopplung der primär- und sekundärseitigen Bezugspotentiale im BOTTOM-Signalweg möglich,
was das Schalten höherer Lastströme ermöglicht.
Umfangreiche experimentelle Untersuchungen bestätigen die vollständige Funktionsfähigkeit des entwickelten Gatetreibers und dessen Eignung für 1200V-IPMs.
