IGBT器件匯總

1、絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)(IGBT) 侯啟亮 13電科一班 201330290505 絕緣柵雙極型晶體管簡(jiǎn)介絕緣柵雙極型晶體管簡(jiǎn)介 絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)及其工作原理絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)及其工作原理 絕緣柵雙極型晶體管的特性與主要參數(shù)絕緣柵雙極型晶體管的特性與主要參數(shù) 對(duì)于絕緣柵雙極型晶體管的看法對(duì)于絕緣柵雙極型晶體管的看法簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 IGBTIGBT：絕緣柵雙極型晶體管：絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar(Insulated Gate Bipolar Transistor) Transistor) 。 兼具功率兼具功率MOSFETMOSF

2、ET高速高速開關(guān)特性和開關(guān)特性和GTRGTR的的低導(dǎo)通壓降低導(dǎo)通壓降特性兩者優(yōu)點(diǎn)的一種特性兩者優(yōu)點(diǎn)的一種復(fù)合器件復(fù)合器件。 IGBTIGBT于于19821982年開始研制，年開始研制，19861986年投產(chǎn)，是發(fā)展最快而年投產(chǎn)，是發(fā)展最快而且很有前途的一種且很有前途的一種混合型器件混合型器件。 目前目前IGBTIGBT產(chǎn)品已系列化，最大電流容量達(dá)產(chǎn)品已系列化，最大電流容量達(dá)1800A1800A，最，最高電壓等級(jí)達(dá)高電壓等級(jí)達(dá)4500V4500V，工作頻率達(dá)，工作頻率達(dá)50kHZ50kHZ。 在電機(jī)控制、中頻電源、各種開關(guān)電源以及其它高速在電機(jī)控制、中頻電源、各種開關(guān)電源以及其它高速低損耗的中小

3、功率領(lǐng)域，低損耗的中小功率領(lǐng)域，IGBTIGBT取代了取代了GTRGTR和一部分和一部分MOSFETMOSFET的市場(chǎng)。的市場(chǎng)。 （一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理（一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理 1 1、IGBTIGBT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 由由VDMOSVDMOS驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNPPNP型型GTR;GTR; IGBTIGBT有三個(gè)電極有三個(gè)電極: : 集電極、發(fā)射極和柵極集電極、發(fā)射極和柵極; ;（一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理（一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理2 2、IGBTIGBT的外形的外形 IGBTIGBT屬場(chǎng)控器件，是一種由屬場(chǎng)控器件，是一種由柵極電壓柵極電壓 U

4、 UGEGE控制集電極電流的柵控自關(guān)斷器件?？刂萍姌O電流的柵控自關(guān)斷器件。v 導(dǎo)通：導(dǎo)通：U UGEGE開啟電壓開啟電壓U UGE(th)GE(th)時(shí)，時(shí)，IGBTIGBT導(dǎo)通。導(dǎo)通。v 導(dǎo)通壓降：導(dǎo)通壓降：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使通態(tài)壓降小。電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使通態(tài)壓降小。3 3、IGBTIGBT的工作原理的工作原理v關(guān)斷：關(guān)斷：柵射極間施加反壓或不柵射極間施加反壓或不加信號(hào)時(shí)，加信號(hào)時(shí)，IGBTIGBT關(guān)斷。關(guān)斷。（一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理（一）絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理v （1 1）最大集射極間電壓）最大集射極間電壓U UCEMCEM： IGBTIGBT在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)集電極和發(fā)射極之間能

5、承受的最高在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)集電極和發(fā)射極之間能承受的最高電壓。電壓。 v （2 2）通態(tài)壓降：）通態(tài)壓降： 是指是指IGBTIGBT在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)集電極和發(fā)射極之間的管壓降。在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)集電極和發(fā)射極之間的管壓降。v（3 3）集電極電流最大值）集電極電流最大值I ICMCM： IGBTIGBT的的 I IC C增大，可至器件發(fā)生增大，可至器件發(fā)生擎住效應(yīng)，此時(shí)為防止擎住效應(yīng)，此時(shí)為防止 發(fā)生擎住發(fā)生擎住效應(yīng)，規(guī)定的集電極電流效應(yīng)，規(guī)定的集電極電流最大值最大值I ICMCM。 （二）（二）IGBTIGBT的主要參數(shù)的主要參數(shù)1 1、IGBTIGBT對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求（1 1）提供適當(dāng)?shù)恼?/p>

6、反向輸出電壓）提供適當(dāng)?shù)恼聪蜉敵鲭妷阂话阋话?1215V+1215V，-5-10V-5-10V。（2 2）IGBTIGBT的開關(guān)時(shí)間應(yīng)綜合考慮。的開關(guān)時(shí)間應(yīng)綜合考慮。（3 3）IGBTIGBT導(dǎo)通后，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通后，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值。應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值。（4 4）R RG G的作用的作用（5 5）驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的）驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)抗干擾能力及對(duì)IGBTIGBT的保護(hù)的保護(hù)功能（功能（R RGEGE、V V1 1、V V2 2作用）作用）（三）（三）IGBTIGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路（三）（三）IGBTIGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路2 2、IGB

7、TIGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路（三）（三）IGBTIGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路2 2、IGBTIGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路1 1、防靜電、防靜電2 2、當(dāng)、當(dāng)G-EG-E開路的情況下，不要給開路的情況下，不要給C-EC-E加電壓加電壓3 3、在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施下，、在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施下， G-EG-E端不端不能開路能開路（四）（四）IGBTIGBT的使用注意事項(xiàng)的使用注意事項(xiàng)圖圖1.9.11 采用脈沖變壓器采用脈沖變壓器 隔離的柵極驅(qū)動(dòng)電路隔離的柵極驅(qū)動(dòng)電路 圖圖1.9.12 推挽輸出的推挽輸出的 柵極驅(qū)動(dòng)電路柵極驅(qū)動(dòng)電路 二、二、 絕緣柵雙極型晶體管的特性與主要參數(shù)絕緣柵雙極型晶

8、體管的特性與主要參數(shù) （1 1）IGBTIGBT的伏安特性的伏安特性 反映在一定的反映在一定的U UGEGE下器件的下器件的U UCECE與電流與電流I Ic c的關(guān)系。的關(guān)系。 IGBTIGBT的的伏安特性分為伏安特性分為: :截止區(qū)、有源放大區(qū)、飽和區(qū)和擊穿區(qū)。截止區(qū)、有源放大區(qū)、飽和區(qū)和擊穿區(qū)。圖圖1.7.2 IGBT的伏安特性和轉(zhuǎn)移特性的伏安特性和轉(zhuǎn)移特性1 1、IGBTIGBT的伏安特性和轉(zhuǎn)移特性的伏安特性和轉(zhuǎn)移特性（2 2）IGBTIGBT的轉(zhuǎn)移特性曲線的轉(zhuǎn)移特性曲線IGBTIGBT開通：開通： U UGEGEUUGE(TH)GE(TH)( (開啟電壓開啟電壓, ,一般為一般為3 36V)6V)IGBTIGBT關(guān)斷：關(guān)斷： U UGEGEUUGE(TH)GE(TH)；2 2、IGBTIGBT的開關(guān)特性的開關(guān)特性 我覺得絕緣柵雙極型晶體管IGBT，集MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、通態(tài)電壓低、能承受高電壓大電流等優(yōu)點(diǎn)的一種高反壓大電流器件，可以廣泛適用于作大功率放大輸出，例如電磁爐的功率輸出管，還有它在高鐵建設(shè)、電力系統(tǒng)、綠色能源、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域每年創(chuàng)造數(shù)十億元的產(chǎn)值，是一個(gè)十分具有前景的器件。對(duì)于絕緣柵雙極型晶體管的看法對(duì)于絕緣柵雙極型晶體管的看法人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。