輸出逆變器連接直流母線和電網(wǎng)。通常，開關頻率沒有DC/DC變換器的高。輸出變換器必須處理由所有組變換器產(chǎn)生的電流總和。絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是在這一逆變器使用的理想器件。圖5給出了IGBT工藝的兩個橫截面。

　　兩種工藝都采用了晶圓減薄工藝，旨在降低導通損耗以及由襯底厚度太大造成的開關損耗。標準工藝和 TrenchStop工藝是非外延 IGBT工藝，沒有采用晶體管生長工藝,因為此類工藝流程的成本很高，因為阻斷電壓是根據(jù)增長晶體的厚度來決定的。

　　在斷開狀態(tài)下，標準NPT 單元在半導體內(nèi)部形成了一個三角形的電場。所有阻斷電壓都被襯底的n區(qū)域 吸收（取決于其厚度），以使電場在進入集電極區(qū)域之前降到0。600V芯片的厚度是120mm，1200V芯片的厚度是170mm。 飽和電壓為正溫度系數(shù)，從而簡化了并聯(lián)使用。

　　TrenchStop 工藝是先進的溝槽柵（trench gate）和場終止層（fieldstop）概念的結(jié)合，可以進一步降低導通損耗。 Trench gate工藝提供更高的溝道寬度，從而減小了溝道電阻。ndoped 場終止層只執(zhí)行一項任務：以極低的斷態(tài)電壓值抑制電場。這為設計出電場在n襯底層中幾乎是水平分布的創(chuàng)造了條件。這說明，材料的電阻非常低，因而在導通過程中，電壓降很低。電場終止層的優(yōu)勢，可通過進一步降低芯片的厚度得以發(fā)揮，從而實現(xiàn)上述所有優(yōu)越性。采用TrenchStop工藝也可實現(xiàn)并聯(lián)。

　　表2給出了阻斷電壓為600V和1200V的IGBT的比較。對于這三種工藝來說，所使用的晶體管的額定功率都保持恒定。這就是說，電壓為600V時器件的電流，是電壓為1200V時器件的兩倍。也就是說，一個50A/600V的器件相當于兩個25A/1200V的器件。

從上表可以看出，與1200V的器件相比較，6
00V TrenchStop工藝可以將開關和導通損耗降低50%。因此， 對于整個系統(tǒng)來說，盡可能地使用600V工藝的優(yōu)異性能是很重要的。1200V TrenchStop工藝專為實現(xiàn)低導通損耗而進一步優(yōu)化。因此，F(xiàn)ast工藝或 TrenchStop產(chǎn)品家族哪個更具有優(yōu)異性能, 取決于開關頻率。

　　IGBT通常還需要一個續(xù)流二極管，以使其能夠續(xù)流，這是EmCon工藝的一個特殊優(yōu)化版本。它是根據(jù)600V系列器件的15kHz開關頻率進行優(yōu)化的。過去認為，續(xù)流二極管必須具備非常低的導通電壓以實現(xiàn)最低總損耗。根據(jù)應用要求可進行其它優(yōu)化，以使二極管和IGBT中的總損耗更低。這說明，在頻率約為16kHz的IGBT和二極管的應用中，為實現(xiàn)低開關損耗，更高的正向電壓降更為合適。

　　這一點在圖6（600V系列）中得以說明。左柱表示TrenchStop  IGBT和EmCon3工藝中EmCon   二極管的損耗。右柱表示TrenchStop IGBT和為實現(xiàn)低傳導損耗而進行優(yōu)化后的二極管（稱為Emcon2工藝）的損耗。右柱中的同一二極管與采用英飛凌的Fast工藝（600V）的IGBT結(jié)合使用。條形圖中黃色和橙色的部分分別代表IGBT的導通損耗和開關損耗。深藍色和淺藍色部分分別是二極管的導通損耗和開關損耗。

很容易看出，在開關頻率為16kHz，負荷角的余弦值為 0.7和額定電流的情況下，Emcon3二極管在導通過程中會產(chǎn)生更高損耗（深藍色），但能得到更好的開關性能。因此，就這一點而言，二極管本身已經(jīng)是很好的選擇了。 此外，它還降低了IGBT在開通過程中的開關損耗。上述第2部分的考慮事項同樣適用于此處。 使用優(yōu)化的EmCon二極管可使損耗降低1W左右，這是它的一個優(yōu)勢。請注意，當負荷角接近1的時候，開關損耗將成為主要的損耗，因為二極管只在輸出逆變器死區(qū)期間導通。

　　結(jié)論

　　功率半導體器件需要具備不同的特性，才能在太陽能逆變器應用中達到最高效率。新工藝的出現(xiàn)，如碳化硅半導體二極管或TrenchStop IGBT等， 正在幫助人們實現(xiàn)這一目標。當然，要實現(xiàn)這一目標，不僅要對單個器件進行優(yōu)化， 而且還要對這些器件組合在一起發(fā)生作用的方式進行優(yōu)化。 這將實現(xiàn)最小損耗和最高效率，而這正是太陽能逆變器最重要的兩項指標。