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標(biāo)簽 > IGBT
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
靜態(tài)特性
三菱制大功率IGBT模塊
IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性。
IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時(shí),漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它與GTR的輸出特性相似.也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿特性3部分。在截止?fàn)顟B(tài)下的IGBT,正向電壓由J2結(jié)承擔(dān),反向電壓由J1結(jié)承擔(dān)。如果無N+緩沖區(qū),則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平,加入N+緩沖區(qū)后,反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平,因此限制了IGBT的某些應(yīng)用范圍。
IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同,當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時(shí),IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi),Id與Ugs呈線性關(guān)系。最高柵源電壓受最大漏極電流限制,其最佳值一般取為15V左右。
動(dòng)態(tài)特性
動(dòng)態(tài)特性又稱開關(guān)特性,IGBT的開關(guān)特性分為兩大部分:一是開關(guān)速度,主要指標(biāo)是開關(guān)過程中各部分時(shí)間;另一個(gè)是開關(guān)過程中的損耗。
IGBT的開關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導(dǎo)通態(tài)時(shí),由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管,所以其B值極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu),但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時(shí),通態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示::
Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh
式中Uj1——JI結(jié)的正向電壓,其值為0.7~1V;Udr——擴(kuò)展電阻Rdr上的壓降;Roh——溝道電阻。
通態(tài)電流Ids可用下式表示:
Ids=(1+Bpnp)Imos
式中Imos——流過MOSFET的電流。
由于N+區(qū)存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),所以IGBT的通態(tài)壓降小,耐壓1000V的IGBT通態(tài)壓降為2~3V。IGBT處于斷態(tài)時(shí),只有很小的泄漏電流存在。
IGBT在開通過程中,大部分時(shí)間是作為MOSFET來運(yùn)行的,只是在漏源電壓Uds下降過程后期,PNP晶體管由放大區(qū)至飽和,又增加了一段延遲時(shí)間。td(on)為開通延遲時(shí)間,tri為電流上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常給出的漏極電流開通時(shí)間ton即為td(on)tri之和,漏源電壓的下降時(shí)間由tfe1和tfe2組成。
IGBT的觸發(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負(fù)向電壓,柵極電壓可由不同的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生。當(dāng)選擇這些驅(qū)動(dòng)電路時(shí),必須基于以下的參數(shù)來進(jìn)行:器件關(guān)斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因?yàn)镮GBT柵極-發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關(guān)斷偏壓應(yīng)該比許多MOSFET驅(qū)動(dòng)電路提供的偏壓更高。
IGBT在關(guān)斷過程中,漏極電流的波形變?yōu)閮啥?。因?yàn)镸OSFET關(guān)斷后,PNP晶體管的存儲(chǔ)電荷難以迅速消除,造成漏極電流較長的尾部時(shí)間,td(off)為關(guān)斷延遲時(shí)間,trv為電壓Uds(f)的上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成,而漏極電流的關(guān)斷時(shí)間
t(off)=td(off)+trv十t(f)
式中:td(off)與trv之和又稱為存儲(chǔ)時(shí)間。
IGBT的開關(guān)速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來減少關(guān)斷時(shí)間,但關(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當(dāng)。IGBT導(dǎo)通時(shí)的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。
作為電力電子重要大功率主流器件之一,IGBT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用電器、交通運(yùn)輸、電力工程、可再生能源和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。在工業(yè)應(yīng)用方面,如交通控制、功率變換、工業(yè)電機(jī)、不間斷電源、風(fēng)電與太陽能設(shè)備,以及用于自動(dòng)控制的變頻器。在消費(fèi)電子方面,IGBT用于家用電器、相機(jī)和手機(jī)。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上;
IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn);當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品,一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進(jìn),此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上將越來越多見;
IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。
本文對(duì)IGBT領(lǐng)域的深入研究與綜合剖析成果,首先與您分享關(guān)于IGBT的基本原理及其構(gòu)成元素,如芯片、單管及模塊等方面的知識(shí)。接下來將共同關(guān)注的是IGBT...
IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
IGBT模塊在三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器中的典型應(yīng)用案例如下圖,主要包含了整流、IGBT主電路、驅(qū)動(dòng)保護(hù)、PWM產(chǎn)生及控制電路,電流電壓反饋電路等。
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RC-IGBT的結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)勢(shì)
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鑒于迫切的環(huán)境需求,我們必須確保清潔能源基礎(chǔ)設(shè)施的啟用,以減少碳排放對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。在這一至關(guān)重要的舉措中,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)扮演了關(guān)鍵角色,并已處于領(lǐng)先地...
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森國科近期推出的650V/60A IGBT(型號(hào):KG060N065LD-R),憑借其業(yè)界領(lǐng)先的低傳導(dǎo)損耗和高速開關(guān)性能,在電力電子領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。
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IGBT還是SiC?英飛凌新型混合功率器件助力新能源汽車實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比電驅(qū)
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新品 | 1200A 4500V IGBT模塊FZ1200R45HL4和FZ1200R45HL4_S7
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真空回流焊爐/真空焊接爐——新能源汽車的IGBT模塊封裝技術(shù)
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