大功率无感电阻
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您知道IGBT的工作原理以及其优缺点的分析吗?

什么是绝缘栅双极晶体管?在生活中,您可能接触过各种电子产品,然后您可能不知道它的某些组件,例如其中可能包含的绝缘栅双极晶体管,然后,让编辑带领所有人学习绝缘栅双极晶体管。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)又称绝缘栅双极晶体管,是一种由BJT(双极晶体管)和MOS(绝缘栅场效应晶体管)组成的复合完全受控电压驱动功率半导体器件。

它的输入是超级MOSFET,而输出是超级PNP晶体管。

因此,可以将其视为具有MOS输入的达林顿管。

它结合了MOSFET高输入阻抗和GTR低导通压降的优点。

它具有易于驱动,峰值电流容量大,自关闭和高开关频率(10-40 kHz)的特点。

它已逐渐取代了晶闸管。

而GTO(栅极关断晶闸管)是目前发展最快的新一代电力电子设备。

广泛用于小型,高效率的变频电源,电动机调速,UPS和逆变焊机。

GTR的饱和电压降低,载流密度高,但驱动电流大; MOSFET驱动功率小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。

IGBT结合了上述两种器件的优点,具有低驱动功率和降低的饱和电压。

非常适合用于直流电压为600V及以上的转换器系统,例如交流电动机,变频器,开关电源,照明电路,牵引驱动器和其他领域。

IGBT由三极控制:栅极(G),发射极(E)和集电极(C)。

如图1所示,IGBT的开关功能是通过添加正栅极电压为PNP晶体管提供基极电流以导通IGBT来形成沟道。

相反,添加反向栅极电压以消除沟道,切断基极电流并关闭IGBT。

从图2可以看出,如果在IGBT的栅极和发射极之间施加正驱动电压,则MOSFET导通,因此PNP晶体管的集电极和基极处于低电阻状态,并且该晶体管处于导通状态。

打开;如果IGBT如果PNP的栅极和发射极之间的电压为0V,则MOSFET截止,从而切断PNP晶体管的基极电流的供应,从而使晶体管截止。

目前,世界上的主要公司已将IGBT开发到第三代和第四代。

IGBT器件已经集成和模块化。

该模块的简化电路类似于GTR模块,并且驱动电路也已模块化。

其开启电压降可在1.5〜2.0V的范围内,关闭时间为0.2〜0.3pus,其额定电压和电流水平在不断提高。

1GBT已取代中小容量逆变器中的GTR,并且还广泛用于多级(例如三级)高压逆变器中。

双极型晶体管具有出色的低正向压降特性。

尽管可以获得具有高耐压和大容量的组件,但它们需要大的驱动电流,复杂的控制电路和不足的开关速度。

IGBT就是为了满足这一要求而开发的。

它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)组成的设备。

它具有MOSFET器件驱动功率低,开关速度快(控制和响应)的特性,双极型器件具有饱和电压降低和容量大(功率等级更耐用)的特性,频率特性介于MOSFET和功率之间晶体管,它可以在几十KHz的频率范围内正常工作。

如果IGBT的栅极和发射极之间的电压(即驱动电压)过低,则IGBT无法稳定工作。

如果它太高或什至超过栅极和发射极之间的耐压,IGBT可能会永久损坏。

同样,如果IGBT的集电极和发射极之间的电压超过允许值,则流过IGBT的电流将超过限制,导致IGBT的结温超过允许值。

此时,IGBT也可能会永久损坏。

因为当IGBT工作时,其漏极区(P区)将向漂移区(N区)注入少数载流子空穴,少数载流子电荷被存储在漂移区中。

当IGBT关断时(栅极电压降至0时),无法立即清除这些存储的电荷,因此无法立即关断IGBT的漏极电流,即漏极电流波形长尾且长转弯

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