絕緣柵雙極晶體管IGBT又叫絕緣柵雙極型晶體管

1、絕緣柵雙極晶體管IGBT又叫絕緣柵雙極型晶體管。一絕緣柵雙極晶體管IGBT的工作原理：    半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)分析略。本講義附加了相關(guān)資料，供感興趣的同事可以查閱。該器件符號(hào)如下：N溝道         P溝道圖1-8：IGBT的圖形符號(hào)注意，它的三個(gè)電極分別為門極G、集電極C、發(fā)射極E。圖1-9：IGBT的等效電路圖。上面給出了該器件的等效電路圖。實(shí)際上，它相當(dāng)于把MOS管和達(dá)林頓晶體管做到了一起。因而同時(shí)具備了MOS管、GTR的優(yōu)點(diǎn)。二絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的特點(diǎn)：這種器件的特點(diǎn)是

2、集MOSFET與GTR的優(yōu)點(diǎn)于一身。輸入阻抗高，速度快，熱穩(wěn)定性好。通態(tài)電壓低，耐壓高，電流大。它的電流密度比MOSFET大，芯片面積只有MOSFET的40%。但速度比MOSFET略低。大功率IGBT模塊達(dá)到1200-1800A/1800-3300V的水平（參考）。速度在中等電壓區(qū)域（370-600V），可達(dá)到150-180KHz。三絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的參數(shù)與特性：  （1）轉(zhuǎn)移特性圖1-10：IGBT的轉(zhuǎn)移特性這個(gè)特性和MOSFET極其類似，反映了管子的控制能力。  （2）輸出特性圖1-11：IGBT的輸出特性它的三個(gè)區(qū)分別為：靠近橫軸：正向阻斷區(qū)，管子處于截止

3、狀態(tài)。爬坡區(qū)：飽和區(qū)，隨著負(fù)載電流Ic變化，UCE基本不變，即所謂飽和狀態(tài)。水平段：有源區(qū)。  （3）通態(tài)電壓Von：圖1-12：IGBT通態(tài)電壓和MOSFET比較所謂通態(tài)電壓，是指IGBT進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的管壓降VDS，這個(gè)電壓隨VGS上升而下降。由上圖可以看到，IGBT通態(tài)電壓在電流比較大時(shí)，Von要小于MOSFET。MOSFET的Von為正溫度系數(shù)，IGBT小電流為負(fù)溫度系數(shù)，大電流范圍內(nèi)為正溫度系數(shù)。（4）開關(guān)損耗：  常溫下，IGBT和MOSFET的關(guān)斷損耗差不多。MOSFET開關(guān)損耗與溫度關(guān)系不大，但I(xiàn)GBT每增加100度，損耗增加2倍。  開通損耗IGB

4、T平均比MOSFET略小，而且二者都對(duì)溫度比較敏感，且呈正溫度系數(shù)。  兩種器件的開關(guān)損耗和電流相關(guān)，電流越大，損耗越高。（5）安全工作區(qū)與主要參數(shù)ICM、UCEM、PCM：IGBT的安全工作區(qū)是由電流ICM、電壓UCEM、功耗PCM包圍的區(qū)域。圖1-13：IGBT的功耗特性最大集射極間電壓UCEM：取決于反向擊穿電壓的大小。最大集電極功耗PCM：取決于允許結(jié)溫。最大集電極電流ICM：則受元件擎住效應(yīng)限制。所謂擎住效應(yīng)問(wèn)題：由于IGBT存在一個(gè)寄生的晶體管，當(dāng)IC大到一定程度，寄生晶體管導(dǎo)通，柵極失去控制作用。此時(shí)，漏電流增大，造成功耗急劇增加，器件損壞。安全工作區(qū)隨著開關(guān)速度增加將減小。  （6）柵極偏置電壓與電阻IGBT特性主要受柵極偏置控制，而且受浪涌電壓影響。其di/dt明顯和柵極偏置電壓、電阻Rg相