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igbt起什 么浸染
发布时间:2021-01-24 02:59浏览次数:

IGBT绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)构成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的利益。GTR饱和压低落,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的利益,驱动功率小而饱和压低落。

IGBT很是适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交换电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等规模。 图1所示为一个N 沟道加强型绝缘栅双极晶体管布局, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的节制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区界线形成。在漏、源之间的P 型区(包罗P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。

而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的成果区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的浸染,向漏极注入空穴,举办导电调制,以低落器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关浸染是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,割断基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动要领和MOSFET 基内情同,只需节制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层举办电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。

1 IGBT模块简介

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的利益,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的利益,又具有双极型器件饱和压低落而容量大的利益,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常事情于几十kHz频率范畴内,在现代电力电子技能中获得了越来越遍及的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导职位。

IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS 截至,割断PNP晶体管基极电流的供应,使得晶体管截至。IGBT与MOSFET一样也是电压节制型器件,在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压,只有在uA级的泄电流流过,根基上不用耗功率。

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2 IGBT模块的选择

IGBT模块的电压规格与所利用装置的输入电源即试电电源电压细密相关。其彼此干系见下表。利用中当IGBT模块集电极电流增大时,所发生的额定损耗亦变大。同时,开关损耗增大,使原件发烧加剧,因此,选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。出格是用作高频开关时,由于开关损耗增大,发烧加剧,选用时应该降等利用。

3 利用中的留意事项

由于IGBT模块为MOSFET布局,IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电断绝。由于此氧化膜很薄,其击穿电压一般到达20~30V。因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。因此利用中要留意以下几点:

在利用模块时,只管不要用手触摸驱动端子部门,当必需要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地举办放电后,再触摸;

在用导电质料毗连模块驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块;

只管在底板精采接地的环境下操纵。

在应用中有时固然担保了栅极驱动电压没有高出栅极最大额定电压,但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合,也会发生使氧化层损坏的振荡电压。为此,凡是回收双绞线来传送驱动信号,以淘汰寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。

另外,38坊,在栅极—发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则跟着集电极电位的变革,由于集电极有泄电流流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过。这时,假如集电极与发射极间存在高电压,则有大概使IGBT发烧及至损坏。

在利用IGBT的场所,当栅极回路不正常或栅极回路损坏时(栅极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT就会损坏,为防备此类妨碍,应在栅极与发射极之间串接一只10KΩ阁下的电阻。

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