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    西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結(jié)構(gòu)和工作原理絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前，功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET被用于需要快速開關(guān)的中低壓場(chǎng)合，晶閘管、GTO被用于中高壓領(lǐng)域。MOSFET雖然有開關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn);但是，在200V或更高電壓的場(chǎng)合，MOSFET的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓的增加會(huì)迅速增加，使得其功耗大幅增加，存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向?qū)▔航堤匦裕m然可以得到高耐壓、大容量的元件，但是它要求的驅(qū)動(dòng)電流大，控制電路非常復(fù)雜，而且交換速度不夠快。 減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時(shí)，也具有低的通態(tài)電壓。哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家電話

    公共柵極單元100與第1發(fā)射極單元101和第二發(fā)射極單元201之間通過(guò)刻蝕方式進(jìn)行隔開；第二表面上設(shè)有工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20的公共集電極單元200；接地區(qū)域30則設(shè)置于第1發(fā)射極單元101內(nèi)的任意位置處；電流檢測(cè)區(qū)域20和接地區(qū)域30分別用于與檢測(cè)電阻40連接，以使檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生電壓，并根據(jù)電壓檢測(cè)工作區(qū)域10的工作電流。具體地，工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20具有公共柵極單元100和公共集電極單元200，此外，電流檢測(cè)區(qū)域20還具有第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202，檢測(cè)電阻40則分別與第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域30連接。此時(shí)，在電流檢測(cè)過(guò)程中，工作區(qū)域10由公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng)，以使公共集電極單元200上的電流ic通過(guò)第二發(fā)射極單元201達(dá)到檢測(cè)電阻40，從而可以在檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生測(cè)試電壓vs，進(jìn)而可以根據(jù)該測(cè)試電壓vs檢測(cè)工作區(qū)域10的工作電流。因此，在上述電流檢測(cè)過(guò)程中，電流檢測(cè)區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201相當(dāng)于沒(méi)有公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng)，即對(duì)于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流，電流檢測(cè)區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201只獲取空穴形成的電流作為檢測(cè)電流，從而避免了檢測(cè)電流受公共柵極單元100的電壓的影響。 哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家電話它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。

    盡量不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子部分，當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí)，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進(jìn)行放電后，再觸摸；在用導(dǎo)電材料連接模塊驅(qū)動(dòng)端子時(shí)，在配線未接好之前請(qǐng)先不要接上模塊；盡量在底板良好接地的情況下操作。在應(yīng)用中有時(shí)雖然保證了柵極驅(qū)動(dòng)電壓沒(méi)有超過(guò)柵極比較大額定電壓，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會(huì)產(chǎn)生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線來(lái)傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓。此外，在柵極—發(fā)射極間開路時(shí)，若在集電極與發(fā)射極間加上電壓，則隨著集電極電位的變化，由于集電極有漏電流流過(guò)，柵極電位升高，集電極則有電流流過(guò)。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。在使用IGBT的場(chǎng)合，當(dāng)柵極回路不正?；驏艠O回路損壞時(shí)（柵極處于開路狀態(tài)），若在主回路上加上電壓，則IGBT就會(huì)損壞，為防止此類故障，應(yīng)在柵極與發(fā)射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。在安裝或更換IGBT模塊時(shí)，應(yīng)十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻，比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導(dǎo)熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇。

    當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時(shí)將導(dǎo)致IGBT模塊發(fā)熱，而發(fā)生故障。因此對(duì)散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)將報(bào)警或停止IGBT模塊工作。三、IGBT驅(qū)動(dòng)電路IGBT驅(qū)動(dòng)電路的作用主要是將單片機(jī)脈沖輸出的功率進(jìn)行放大，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)IGBT功率器件的目的。在保證IGBT器件可靠、穩(wěn)定、安全工作的前提，驅(qū)動(dòng)電路起到至關(guān)重要的作用。IGBT的等效電路及符合如圖1所示,IGBT由柵極正負(fù)電壓來(lái)控制。當(dāng)加上正柵極電壓時(shí),管子導(dǎo)通;當(dāng)加上負(fù)柵極電壓時(shí),管子關(guān)斷。IGBT具有和雙極型電力晶體管類似的伏安特性,隨著控制電壓UGE的增加,特性曲線上移。開關(guān)電源中的IGBT通過(guò)UGE電平的變化,使其在飽和與截止兩種狀態(tài)交替工作。(1)提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷?使IGBT能可靠地開通和關(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時(shí)IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降,但若UGE過(guò)大,則負(fù)載短路時(shí)其IC隨UGE增大而增大,對(duì)其安全不利,使用中選UGEν15V為好。負(fù)偏電壓可防止由于關(guān)斷時(shí)浪涌電流過(guò)大而使IGBT誤導(dǎo)通,一般選UGE=-5V為宜。(2)IGBT的開關(guān)時(shí)間應(yīng)綜合考慮?？焖匍_通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開關(guān)損耗。但在大電感負(fù)載下,IGBT的開頻率不宜過(guò)大。 它與GTR的輸出特性相似．也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿特性3部分。

    具有門極輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、電流關(guān)斷能力強(qiáng)、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)。隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來(lái)越快，MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點(diǎn)的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻，人們?cè)?jīng)嘗試通過(guò)提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻，但襯底摻雜的提高會(huì)降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進(jìn)辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個(gè)雙極型BJT結(jié)構(gòu)，就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點(diǎn)，還可以通過(guò)BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應(yīng)對(duì)n漂移區(qū)的電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制，從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率，提高器件的電流能力。經(jīng)過(guò)后續(xù)不斷的改進(jìn)，目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍，應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國(guó)家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域?？傮w來(lái)說(shuō)，BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當(dāng)然更準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，但并非是完全替代的關(guān)系，三者在功率器件市場(chǎng)都各有所長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域也不完全重合。因此，在時(shí)間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。 IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性。重慶SEMIKRON西門康IGBT模塊

IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N-溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家電話

    一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。通俗來(lái)講:IGBT是一種大功率的電力電子器件，是一個(gè)非通即斷的開關(guān)，IGBT沒(méi)有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線，斷開時(shí)當(dāng)做開路。三大特點(diǎn)就是高壓、大電流、高速。二、IGBT模塊IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor（絕緣柵雙極型晶體管）的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)。 哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家電話