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IGBT的主要技术参数是什么「igbt简单原理」

时间:2022-12-28 11:41:40来源:搜狐

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晶体管(GTR) 优点:通流能力强;缺点:开关速度慢,驱动功率大,驱动电路复杂。

电力MOSFET 优点:电压驱动型,开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,驱动电路功率小,电路简单。缺点:通流能力不如GTR。

将上述二者取长补短,就形成了IGBT(Insulated-gate Bipolar Transistor)。IGBT也是三端器件,栅极G,集电极C和发射集E。

1. IGBT结构和基本原理:

基本结构是用电力MOSFET压控器件去控制能过大电流的三极管GTR.本质是用达林顿结构,将双极型晶体管和电力MOSFET组合。RN为晶体管基区的调制电阻。IGBT的驱动原理和电力MOSFET控制基本相同,是压控器件。IGBT的开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定。

2. IGBT开通过程:

当UGE为正,且大于开启电压UGE时,MOSFET内形成沟道,并为晶体管提供基极电流进而使IGBT导通,通过电导调制效应,使电阻RN减小,这样高耐压的IGBT导通。

3. IGBT关断过程:

当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时,MOSFET内的沟道消失,IGBT关断。

4. IGBT基本特性:

(1) 静态特性

转移特性:输入UGE与输出IC之间的关系。IC随栅极电压UGS的增加而增加。

输出特性(伏安特性):以栅极到射极电压为参考时,集电极电流IC与集电极和发射极UCE之间的关系。


IGBT的输出特性也分为三个区域,正向阻断区(对应GTR的截止区),有源区(对应GTR的放大区)和饱和区(对应GTR的饱和区)。

(2) 动态特性

IGBT的开通时间和电力MOSFET类似,也是随着施加电压大于UGE对Cin充电,然后有一个开通的延迟时间td(on)。

IGBT的开通时间为ton

IGBT的关断时间和电力MOSFET类似,也伴随Cin放电,然后有一个关断的延迟时间td(off)。

IGBT的开通时间为toff

开通过程示意图:


5. IGBT主要参数:

(1) 最大集射极间电压Uces 由器件内部晶体管所能承受的击穿电压所确定。

(2) 最大集电极电流包括额定直流电流Ic和1ms脉宽最大带电流Icp。

(3) 最大集电极功耗Pcm 在正常工作温度下允许的最大耗散功率

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