Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
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A Study on the Modeling of a High-Voltage IGBT for SPICE Simulations

고전압 IGBT SPICE 시뮬레이션을 위한 모델 연구

  • Choi, Yoon-Chul (College of Information & Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Ko, Woong-Joon (College of Information & Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kwon, Kee-Won (College of Information & Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Chun, Jung-Hoon (College of Information & Communication Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 최윤철 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 고웅준 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 권기원 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 전정훈 (성균관대학교 정보통신대학)
  • Received : 2012.09.17
  • Published : 2012.12.25
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Abstract

In this paper, we proposed a SPICE model of high-voltage insulated gate bipolar transistor(IGBT). The proposed model consists of two sub-devices, a MOSFET and a BJT. Basic I-V characteristics and their temperature dependency were realized by adjusting various parameters of the MOSFET and the BJT. To model nonlinear parasitic capacitances such as a reverse-transfer capacitance, multiple junction diodes, ideal voltage and current amplifiers, a voltage-controlled resistor, and passive devices were added in the model. The accuracy of the proposed model was verified by comparing the simulation results with the experimental results of a 1200V trench gate IGBT.

본 논문에서는 SPICE 시뮬레이션을 위한 고전압 insulated gate bipolar transistor(IGBT)의 개선된 모델을 제안하였다. IGBT를 부속 소자인 MOSFET과 BJT의 조합으로 구성하고, 각 소자의 각종 파라미터 값을 조절하여 기본적인 전류-전압 특성과 온도변화에 따른 출력특성의 변화 등을 재현하였다. 그리고 비선형적인 리버스 트랜스퍼 커패시턴스 등의 기생 커패시턴스의 전압에 따른 변화를 높은 정확도로 재현하기 위해, 복수의 접합 다이오드, 이상적인 전압 및 전류 증폭기, 전압제어 저항, 저항과 커패시터 수동소자 등을 추가하였다. 본 회로모델을 1200V급의 트렌치 게이트 IGBT의 모델링에 이용하였으며, 실측자료와 비교하여 통해 모델의 정확도를 검증하였다.

Keywords

References

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