Адаптация внутренней структуры к ЭМС

Большая скорость нарастания тока и напряжения в нс-диапазоне на MOSFET и IGBT модулях генерирует электромагнитные помехи с частотами далеко за МГц-диапазоном. Следовательно, обычные паразитные элементы внутренних и внешних путей прохождения сигнала в модуле оказывают значительное влияние на генерируемое напряжение помех.

Соответствующие изоляционные материалы, короткие соединяющие площадки или защитные экраны могут уменьшить, например, асимметричные помехи [193].

В дополнение к этому, внутренние соединения модуля должны быть выполнены таким образом, чтобы исключить сбои, вызванные внешними паразитными полями или трансформаторной связью с проводами управления.

Другим аспектом электромагнитной совместимости является «ток земли», т.е. ток i_E = С_E·dv_CE/dt, который протекает благодаря емкости изоляции подложки СЕ, вызванный генерируемым в IGBT dv_CE/dt при коммутации через заземленный теплоотвод к земляной шине. Земляной ток определяется как ток утечки, его допустимое максимальное значение ограничено 0.1.5 % (преимущественно 1 %) от номинального выходного тока.

Соответственно, допустимая частота коммутации будет расти пропорционально уменьшению емкости изоляционной подложки.

На рис.1.56 сравниваются емкости наиболее часто используемых подложек по отношению к их стандартной толщине. Отклонения диэлектрических констант и стандартная зависимость толщины от теплопроводности (наибольшая толщина подложки AIN 630 мкм, наиболее тонкая подложка требуется для IMS-структуры 120 мкм для эпоксидной изоляции, 25 мкм - полиимидной) проявляется в отношении емкостей СЕ и, таким образом, в различных пределах максимальной скорости коммутации dv_CE/dt с приемлемым током земли i_E.

Рис. 1.56. Емкость на единицу площади для различных изоляционных подложек