Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs)

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs) im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Kollektor Emitter Spannung bis Kollektorstrom eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs) wird durch die Baugruppe aus Halbleiterchip und Toranschluss beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs) für das Schalten und Steuern hoher Spannungen und Ströme in industriellen Anwendungen.

Technische Definition

Leistungshalbleiter-Bauelemente, insbesondere Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) und Silizium-gesteuerte Gleichrichter (SCRs), sind Schlüsselkomponenten in der Leistungshalbleiter-Montage, die eine effiziente Leistungsumwandlung, Schalten und Steuerung in Hochspannungs- und Hochstromanwendungen wie Motorantrieben, Stromversorgungen und industriellen Automatisierungssystemen ermöglichen. Diese Bauelemente sind für Spannungen von 600 V bis 6500 V und Dauerströme von 10 A bis 3600 A ausgelegt, mit Schaltfrequenzen, die für IGBTs typischerweise zwischen 1 kHz und 100 kHz liegen. Sie sind in Gehäusen wie TO-247 bis IHM-B erhältlich, mit Gewichten von 5 g bis 500 g, abhängig von Gehäuse und Strombelastbarkeit. Zu den wichtigsten elektrischen Parametern gehören die Sättigungsspannung (V_CE(sat)) von 1,5–3,2 V bei Nennstrom und 25°C, die Gate-Schwellenspannung (V_GE(th)) von 3–6 V und die Isolationsspannung von 2500–6000 V RMS zwischen Anschlüssen und Grundplatte. Der Wärmewiderstand (Sperrschicht-Gehäuse) liegt zwischen 0,05 und 1,5 K/W, und die Verlustleistung (P_tot) kann bei 25°C Gehäusetemperatur 100–2000 W erreichen. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und 150°C, und die Kurzschlussfestigkeit beträgt typischerweise 10–20 µs für IGBTs. Verwendete Materialien umfassen Silizium, Kupfer, Aluminium, Keramiksubstrate und Epoxid-Vergussmassen. Diese Bauelemente werden gemäß IEC 60747-9 auf Parameter wie Kollektor-Emitter-Spannung, Kollektorstrom, Sättigungsspannung, Gate-Schwellenspannung, Betriebstemperaturbereich, Wärmewiderstand, Isolationsspannung, Verlustleistung, Kurzschlussfestigkeit und Gehäusetyp geprüft. Alle Werte sind jedoch als Verzeichnis-Referenzbereiche zu verstehen und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten bestätigt werden. Die aufgeführten Normen sind Beschaffungsreferenzen und implizieren keine Zertifizierung oder Konformität eines bestimmten Produkts.

Funktionsprinzip

IGBTs kombinieren die hohe Eingangsimpedanz von MOSFETs mit dem niedrigen Durchlassspannungsabfall von Bipolartransistoren und ermöglichen so eine spannungsgesteuerte Schaltung hoher Ströme. Sie werden durch Anlegen einer Spannung über der Gate-Schwellenspannung (3–6 V) eingeschaltet und können Ströme bis zu 3600 A mit Sperrspannungen bis zu 6500 V schalten. SCRs sind Thyristoren, die bei Auslösung durch ein Gate-Signal in einer Richtung leiten und leitend bleiben, bis der Strom unter einen Haltestrom fällt. Beide Bauelementtypen werden in Leistungsumrichtern eingesetzt, wo eine effiziente Steuerung hoher Leistung erforderlich ist. Die Schaltfrequenz für IGBTs liegt typischerweise zwischen 1 kHz und 100 kHz, während SCRs aufgrund ihres Verriegelungsverhaltens normalerweise bei niedrigeren Frequenzen verwendet werden. Das Wärmemanagement ist entscheidend, da der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Gehäuse zwischen 0,05 und 1,5 K/W liegt und die Verlustleistung bis zu 2000 W betragen kann. Eine geeignete Gate-Ansteuerung und Schutzschaltungen sind erforderlich, um einen zuverlässigen Betrieb innerhalb des spezifizierten Betriebstemperaturbereichs von -40°C bis 150°C zu gewährleisten.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Kollektor Emitter Spannung600–6500 VMaximum blocking voltage ratingIEC 60747-9
Kollektorstrom10–3600 AContinuous DC current ratingIEC 60747-9
Schaltfrequenz1–100 kHzTypical range for IGBTs
Sättigungsspannung1.5–3.2 VAt rated current and 25°CIEC 60747-9
Gate Schwellenspannung3–6 VMinimum gate voltage for turn-onIEC 60747-9
Betriebstemperaturbereich-40–150 °CJunction temperature rangeIEC 60747-9
Wärmewiderstand (Sperrschicht Gehäuse)0.05–1.5 K/WLower is better for heat dissipationIEC 60747-9
Isolationsspannung2500–6000 V RMSBetween terminals and base plateIEC 60747-9
Gesamtverlustleistung100–2000 WMaximum allowable at 25°C case temperatureIEC 60747-9
Kurzschlussfestigkeit10–20 µsTypical for IGBTsIEC 60747-9
GehäusetypTO-247–IHM-BCommon packages for high powerIEC 60747-9
Gewicht5–500 gDepends on package and current rating

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Silizium Kupfer Aluminium Keramiksubstrate Epoxid-Formmassen

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Halbleiterchip
    Kernschaltelement aus Silizium zur Stromflusssteuerung
    Material: Silizium
  • Toranschluss
    Steuereingang, der den Schaltvorgang auslöst
    Material: Kupfer
  • Sammelklemme
    Hauptstrom-Eingangsklemme für IGBTs
    Material: Kupfer
  • Emitter-Anschluss
    Hauptstromausgangsklemme für IGBTs
    Material: Kupfer
  • Anodenanschluss
    Hauptstrom-Eingangsanschluss für Thyristoren (SCR)
    Material: Kupfer
  • Kathodenanschluss
    Hauptstromausgangsanschluss für Thyristoren (SCR)
    Material: Kupfer
  • Gehäuse
    Schutzgehäuse zur elektrischen Isolierung und Wärmeableitung
    Material: Kunststoff/Epoxidharz
  • Kühlkörperanschlussfläche
    Oberfläche zur Wärmemanagement durch Kühlkörper
    Material: Kupfer/Aluminium

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Gate-Oxid-Durchschlag bei elektrischer Feldstärke > 10 MV/cm Kurzschlussversagen zwischen Kollektor-Emitter-Anschlüssen Implementieren Sie Gate-Spannungsbegrenzungsschaltungen mit Zenerdioden, die für 15V ausgelegt sind.
Thermische Wechselbelastung, die 5000 Zyklen bei ΔT_j = 100°C überschreitet Drahtbond-Ablösung aufgrund von Unterschieden im thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Si: 2,6×10^-6/K, Cu: 17×10^-6/K) Verwenden Sie Aluminium-Siliziumkarbid-Verbundsubstrate mit angepasstem CTE von 7×10^-6/K.

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
600-6500 V, 10-1200 A, -40°C bis +150°C Sperrschichttemperatur
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Sperrschichttemperatur überschreitet 175°C, Sperrspannung überschreitet 90% des Nennwerts V_ces, Gate-Emitter-Spannung überschreitet ±20V
Thermisches Durchgehen aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten des Leckstroms, Lawinendurchbruch an p-n-Übergängen, der die kritische elektrische Feldstärke von 2×10^5 V/cm überschreitet
Fertigungskontext
Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs) wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Weitere Produktbezeichnungen

Power Switches Thyristors

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:Atmosphärisch bis 1 atm (hermetische Gehäuse), vakuumkompatibel in abgedichteten Einheiten
Durchflussrate:Nicht zutreffend für Halbleiterbauelemente
Betriebstemperatur:-40°C bis +150°C (Sperrschichttemperatur), -55°C bis +125°C (Lagertemperatur)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Industrielle Motorantriebe (AC/DC)Stromversorgungen (SMPS/USV)Wechselrichter für erneuerbare Energien (Solar/Wind)
Nicht geeignet: Hochstrahlungsumgebungen (Kern-/Raumfahrt) ohne strahlengehärtete Varianten
Auslegungsdaten
  • Maximaler Laststrom (A)
  • System-Gleichspannungs-Zwischenkreisspannung (V)
  • Erforderliche Schaltfrequenz (Hz)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Thermisches Durchgehen
Ursache: Übermäßige Sperrschichttemperatur aufgrund unzureichender Kühlung, Überstrom oder schlechter thermischer Schnittstelle, was zu unkontrolliertem Temperaturanstieg und Bauteilzerstörung führt.
Gate-Oxid-Durchschlag
Ursache: Überspannungsspitzen an Gate-Anschlüssen, elektrostatische Entladung (ESD) oder längerer Betrieb nahe der Spannungsgrenzen, was zu Isolationsversagen und Kurzschlüssen führt.
Wartungsindikatoren
  • Hörbare Lichtbogen- oder Knackgeräusche während des Betriebs, die auf Isolationsdurchschlag hinweisen
  • Sichtbare Verfärbung, Wölbung oder Verkohlung am Bauteilgehäuse oder Kühlkörper durch Überhitzung
Technische Hinweise
  • Implementieren Sie aktives thermisches Management mit Temperaturüberwachung und Belastbarkeitskurven, um Sperrschichttemperaturen während des Betriebs unter 125°C zu halten.
  • Verwenden Sie Snubber-Schaltungen und Spannungsbegrenzungsbauteile, um Spannungstransienten zu unterdrücken und Gate-Strukturen vor Überspannungsereignissen zu schützen.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
IEC 60747-9: Halbleiterbauelemente - Einzelbauelemente - Teil 9: Isolierte Gate-Bipolartransistoren (IGBTs)IEC 60747-6: Halbleiterbauelemente - Einzelbauelemente - Teil 6: Thyristoren (einschließlich SCRs)JEDEC JESD22: Prüfverfahren für Halbleiterbauelemente
Fertigungsgenauigkeit
  • Gate-Schwellenspannung (V_GE(th)): +/-0,5V
  • Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung (V_CE(sat)): +/-5% des Nennwerts
Qualitätsprüfung
  • Thermischer Wechselbelastungstest (z.B. JESD22-A104)
  • Hochtemperatur-Sperrspannungstest (HTRB-Test)

Hersteller von Leistungshalbleiter-Bauelemente (IGBTs/SCRs)

4 Unternehmen führen dieses Produkt in ihrem eigenen Sortiment. Die Unternehmensangaben stammen von der jeweils eigenen Website; jede Karte nennt die Grundlage der Zuordnung.

Changzhou Keneng Electronics Co., Ltd.
· CN
Fertigt außerdem: Pressure Switch、Terminal Block、Film Capacitor und 2 weitere
Laut Produktseite der eigenen Website · Profil von CNFX aus öffentlichen Quellen zusammengestellt
Bezeichnung auf der Website: “Power switches”
Quellseite ansehen ↗ czkennon.com · geprüft am 2026-09-11
Halo Microelectronics
· CN
Fertigt außerdem: DC Power Supply、DC-DC Converter、Buck Converter und 4 weitere
Laut Produktseite der eigenen Website · Profil von CNFX aus öffentlichen Quellen zusammengestellt
Bezeichnung auf der Website: “Power Switches”
Quellseite ansehen ↗ halomicro.com · geprüft am 2026-09-05
SG Micro (Beijing) Co., Ltd.
· CN
Fertigt außerdem: DC-DC Converter、Power Management、Power Module und 9 weitere
Laut Produktseite der eigenen Website · Profil von CNFX aus öffentlichen Quellen zusammengestellt
Bezeichnung auf der Website: “Power Switches”
Quellseite ansehen ↗ sg-micro.com · geprüft am 2026-09-07
SGMICRO (Beijing) Co., Ltd.
· CN
Fertigt außerdem: DC-DC Converter、Power Management、Power Module und 3 weitere
Laut Produktseite der eigenen Website · Profil von CNFX aus öffentlichen Quellen zusammengestellt
Bezeichnung auf der Website: “Power Switches”
Quellseite ansehen ↗ sgmicro.com · geprüft am 2026-09-08

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was sind die typischen Spannungs- und Stromwerte dieser Bauelemente?

Laut Verzeichnis haben diese Bauelemente eine maximale Sperrspannung (Kollektor-Emitter-Spannung) von 600–6500 V und einen Dauerstrom (Kollektorstrom) von 10–3600 A. Dies sind Referenzbereiche; die tatsächlichen Werte hängen vom spezifischen Modell ab und müssen mit dem Hersteller bestätigt werden.

Was ist der Betriebstemperaturbereich?

Der Sperrschichttemperaturbereich liegt zwischen -40°C und 150°C, wie in den Parametern angegeben. Dies gibt die zulässige Temperatur der Halbleitersperrschicht während des Betriebs an. Überprüfen Sie immer die thermischen Grenzen für Ihre spezifische Anwendung.

Welche Normen gelten für diese Bauelemente?

Die Parameter beziehen sich auf IEC 60747-9, die Halbleiterbauelemente für Leistungsanwendungen abdeckt. Diese Norm ist eine Beschaffungsreferenz; sie garantiert nicht, dass ein bestimmtes Produkt zertifiziert oder konform ist. Fragen Sie beim Hersteller nach Konformitätsdetails.

Welche Materialien werden in diesen Bauelementen verwendet?

Die in den Unterlagen aufgeführten Materialien umfassen Silizium, Kupfer, Aluminium, Keramiksubstrate und Epoxid-Vergussmassen. Diese Materialien sind typisch für Leistungshalbleiter-Gehäuse und Wärmemanagement. Spezifische Materialqualitäten können je nach Hersteller und Modell variieren.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
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