IGBT 的開(kāi)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(guò)MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的主要部分。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。 [1]動(dòng)態(tài)特性IGBT 在開(kāi)通過(guò)程中,大部分時(shí)間是作為MOSFET 來(lái)運(yùn)行的,只是在漏源電壓Uds 下降過(guò)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(kāi)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(kāi)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。此時(shí),仍然是由N漂移區(qū)中的耗盡層承受外部施加的電壓。閔行區(qū)選擇IGBT模塊供應(yīng)商
IGBT是強(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。MOSFET由于實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道,而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn)。雖然***一代功率MOSFET器件大幅度改進(jìn)了RDS(on)特性,但是在高電平時(shí),功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT較低的壓降,轉(zhuǎn)換成一個(gè)低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結(jié)構(gòu),與同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比,可支持更高電流密度,并簡(jiǎn)化 IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理圖。 [1]閔行區(qū)質(zhì)量IGBT模塊銷(xiāo)售價(jià)格IGBT的閉鎖電流IL為額定電流(直流)的3倍以上。
IGBT 的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道,給PNP 晶體管提供基極電流,使IGBT 導(dǎo)通。反之,加反向門(mén)極電壓消除溝道,流過(guò)反向基極電流,使IGBT 關(guān)斷。IGBT 的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET 基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET ,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET 的溝道形成后,從P+ 基極注入到N 一層的空穴(少子),對(duì)N 一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N 一層的電阻,使IGBT 在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。 [1] [4]IGBT 的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開(kāi)關(guān)特性。
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,在實(shí)際使用中除IGBT自身外,IGBT 驅(qū)動(dòng)器的作用對(duì)整個(gè)換流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同樣至關(guān)重要。驅(qū)動(dòng)器的選擇及輸出功率的計(jì)算決定了換流系統(tǒng)的可靠性。驅(qū)動(dòng)器功率不足或選擇錯(cuò)誤可能會(huì)直接導(dǎo)致 IGBT 和驅(qū)動(dòng)器損壞。以下總結(jié)了一些關(guān)于IGBT驅(qū)動(dòng)器輸出性能的計(jì)算方法以供選型時(shí)參考。圖2IGBT 的開(kāi)關(guān)特性主要取決于IGBT的門(mén)極電荷及內(nèi)部和外部的電阻。圖1是IGBT 門(mén)極電容分布示意圖,其中CGE 是柵極-發(fā)射極電容、CCE 是集電極-發(fā)射極電容、CGC 是柵極-集電極電容或稱(chēng)米勒電容(Miller Capacitor)。1979年,MOS柵功率開(kāi)關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。
將萬(wàn)用表?yè)茉赗×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT 的漏極(D),紅表筆接IGBT 的源極(S),此時(shí)萬(wàn)用表的指針指在無(wú)窮處。用手指同時(shí)觸及一下柵極(G)和漏極(D),這時(shí)IGBT 被觸發(fā)導(dǎo)通,萬(wàn)用表的指針擺向阻值 較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時(shí)觸及一下源極(S)和柵極(G),這時(shí)IGBT 被阻 斷,萬(wàn)用表的指針回到無(wú)窮處。此時(shí)即可判斷IGBT 是好的。 注意:若進(jìn)第二次測(cè)量時(shí),應(yīng)短接一下源極(S)和柵極(G)。 任何指針式萬(wàn)用表皆可用于檢測(cè)IGBT。注意判斷IGBT 好壞時(shí),一定要將萬(wàn)用表?yè)茉赗×10KΩ擋,因R×1K Ω擋以下各檔萬(wàn)用表內(nèi)部電池電壓太低,檢測(cè)好壞時(shí)不能使IGBT 導(dǎo)通,而無(wú)法判斷IGBT 的好壞。盡量遠(yuǎn)離有腐蝕性氣體或灰塵較多的場(chǎng)合;閔行區(qū)質(zhì)量IGBT模塊銷(xiāo)售價(jià)格
這時(shí),如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。閔行區(qū)選擇IGBT模塊供應(yīng)商
fsw max. : 比較高開(kāi)關(guān)頻率IoutAV :單路的平均電流QG : 門(mén)極電壓差時(shí)的 IGBT門(mén)極總電荷RG extern : IGBT 外部的門(mén)極電阻RG intern : IGBT 芯片內(nèi)部的門(mén)極電阻但是實(shí)際上在很多情況下,數(shù)據(jù)手冊(cè)中這個(gè)門(mén)極電荷參數(shù)沒(méi)有給出,門(mén)極電壓在上升過(guò)程中的充電過(guò)程也沒(méi)有描述。這時(shí)候比較好是按照 IEC 60747-9-2001 - Semiconductor devices -Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)所給出的測(cè)試方法測(cè)量出開(kāi)通能量E,然后再計(jì)算出QG。E = ∫IG · ΔUGE · dt= QG · ΔUGE閔行區(qū)選擇IGBT模塊供應(yīng)商
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