<abbr id="kc8ii"><menu id="kc8ii"></menu></abbr>
  • <input id="kc8ii"><tbody id="kc8ii"></tbody></input><table id="kc8ii"><source id="kc8ii"></source></table><kbd id="kc8ii"></kbd>
    <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
  • <input id="kc8ii"></input>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
    你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

    了解這些 就可以搞懂 IGBT

    發布時間:2023-07-18 來源:Barley Li ,DigiKey 責任編輯:wenwei

    【導讀】絕緣柵雙極晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)是一種三端功率半導體器件,主要用作電子開關,在較新的器件中以結合高效和快速開關而聞名。IGBT通過在單個器件中組合用于控制輸入的隔離柵極FET和作為開關的雙極功率晶體管,將MOSFET的簡單柵極驅動特性與雙極晶體管的高電流和低飽和電壓能力相結合。IGBT用于中到大功率應用,如開關電源、牽引電機控制和感應加熱。


    1686799886108995.jpg

    圖1. IGBT 電路圖符號


    01 IGBT特點


    IGBT具有柵極、集電極、發射極3個引腳。柵極與MOSFET相同,集電極和發射極與雙極晶體管相同。IGBT與MOSFET一樣通過電壓控制端口,在N溝道型的情況下,對于發射極而言,在柵極施加正電壓時,集電極-發射極導通,流過集電極電流。我們將另行介紹其工作和驅動方法。


    IGBT是結合了MOSFET和雙極晶體管優點的晶體管。MOSFET由于柵極是隔離的,因此具有輸入阻抗高、開關速度較快的優點,但缺點是在高電壓時導通電阻較高。雙極晶體管即使在高電壓條件下導通電阻也很低,但存在輸入阻抗低和開關速度慢的缺點。通過彌補這兩種器件各自的缺點,IGBT成為一種具有高輸入阻抗、開關速度快 (IGBT開關速度比MOSFET慢,但仍比雙極晶體管快。) ,即使在高電壓條件下也能實現低導通電阻的晶體管?!?nbsp;


    02 IGBT 的工作原理


    當向發射極施加正的集電極電壓VCE,同時向發射極施加正的柵極電壓VGE時,IGBT便能導通,集電極和發射極導通,集電極電流IC流過。


    1686799870332319.jpg

    圖2.   IGBT近似的等效電路


    IGBT的等效電路如上圖所示。當柵極-發射極(G-E)和集電極-發射極(C-E)通路均發生正偏置時,N溝道MOSFET導通,導致漏極電流流動。該漏極電流也流向QPNP的基極并導致IGBT導通。由于QPNP的直流電流增益(α)非常小,因此幾乎整個發射極電流(IE(pnp))都作為基極電流(IB(pnp))流動。但部分IE(pnp)會作為集電極電流(IC(pnp))流動。IC(pnp)無法開啟QNPN,因為它繞過了QNPN基極和發射極之間插入的RBE。


    因此,IGBT的幾乎所有集電極電流都通過QPNP的發射極-基極通路作為N溝道MOSFET的漏極電流流動。此時,空穴從QPNP的發射極注入到N通道MOSFET的高電阻漂移層。這導致漂移層的電阻率(Rd(MOS))大大降低,從而降低了導通期間的導通電阻。這種現象稱為電導率調制。


    關閉柵極(G)信號會導致N溝道MOSFET關斷,從而導致IGBT關斷。


    03 安全工作區


    在IGBT的規格書中,可能會看到安全工作區(SOA, Safe Operating Area),例如ROHM的 RGS30TSX2DHR 如下圖所示。這個安全工作區是指什么?


    1686799855277236.jpg

    圖3. Rohm的RGS30TSX2DHR 安全工作區 (圖片來源ROHM)


    IGBT 的安全工作區(SOA)是使IGBT在不發生自損壞或性能沒有下降的情況下的工作電流和電壓條件。實際上,不僅需要在安全工作區內使用IGBT,還需對其所在區域實施溫度降額。安全工作區分為正向偏置安全工作區(FBSOA, Forward Bias Safe Operating Area)和反向偏置安全工作區(RBSOA, Reverse Bias Safe Operating Area)。


    3.1 正向偏置安全工作區


    正向偏置安全工作區定義了IGBT導通期間的可用電流和電壓條件。


    4.jpg

    圖4.  RGS30TSX2DHR 的正向偏置安全工作區 (圖片來源ROHM)


    上圖是RGS30TSX2DHR 的正向偏置安全工作區,可以根據具體情況分為4個領域,如下所述:


    1. 受集電極最大額定電流限制的區域


    2. 受集電極耗散限制的區域


    3. 受二次擊穿限制的區域 (該區域會因器件設計而有所不同)


    4. 受集電極-發射極最大額定電壓限制的區域


    3.2 反向偏置安全工作區


    反向偏置安全工作區定義了IGBT關斷期間的可用電流和電壓條件。


    5.jpg

    圖5.   RGS30TSX2DHR 的反向偏置安全工作區 (圖片來源ROHM)


    上圖是RGS30TSX2DHR 的反向偏置SOA可以簡單分為2個有限區域,如下所述:


    1. 受集電極最大額定電流值限制的區域

    2. 受集電極-發射極最大額定電壓限制的區域。


    請注意,當設計的 VCE-IC工作軌跡偏離產品本身安全工作區時,產品可能會發生出現意外故障。因此,在設計電路時,在確定與擊穿容限相關的具體特性和電路常數時,必須密切注意耗散和其他性能問題。例如,反向偏置安全工作區具有溫度特性(在高溫下劣化),VCE-IC的工作軌跡根據柵極電阻Rg和柵極電壓VGE而變化。


    因此,有必要在了解工作環境和關斷時的最小柵極電阻值后,才進行Rg和 VGE設計。


    04 不同類型IGBT 產品


    市場上有不同類型的 IGBT 產品,我們可以根據實際應用情況、安裝類型(例如通孔、面板安裝或表面安裝)來挑選。


    IGBT單管


    將MOSFET的簡單柵極驅動特性與雙極晶體管的高電流和低飽和電壓能力相結合。


    1686799820203046.jpg

    圖6. IXYS 的IXYH16N170C


    IGBT模塊


    由IGBT與二極管通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品 。封裝后的IGBT模塊可以直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上。IGBT模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點。


    1686799806690260.jpg

    圖7.Infineon的 FZ800R12KE3


    8.jpg

    圖8. Infineon 的 IM241-L6T2B 智能功率模塊 (IPM)


    總結


    IGBT 是一種功率半導體器件,用于電子開關,控制和改變電流的大小頻率,是電能轉換及應用的核心芯片。由于篇幅有限,IGBT 涉及的技術內容、應用領域很廣,所以歡迎大家在文末交流分享,一起討論學習。



    免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


    推薦閱讀:


    為什么這種USB充電器可以又快又???

    ADALM2000實驗:心跳監測電路

    計算DC-DC補償網絡的分步過程

    革新無線覆蓋:強大的蜂窩DAS集成解決方案

    工業變頻器的電磁兼容標準須知

    特別推薦
    技術文章更多>>
    技術白皮書下載更多>>
    熱門搜索
    ?

    關閉

    ?

    關閉

    中文字幕国产视频| 高清无码在线视频| 婷婷中文娱乐网开心| 亚洲av无码片vr一区二区三区| 久久精品无码免费不卡| 人妻中文无码久热丝袜| 最近2019中文免费字幕在线观看| 无码一区二区三区视频| 最近2019在线观看中文视频| 国产强伦姧在线观看无码| 亚洲色中文字幕无码AV| a最新无码国产在线视频| 国产啪亚洲国产精品无码 | 亚洲中文字幕无码一区| 日韩免费无码一区二区三区| 合区精品中文字幕| √天堂中文官网在线| 久久久久亚洲精品无码网址| 无码孕妇孕交在线观看| 亚洲精品无码久久久久久| 无码粉嫩小泬无套在线观看| 色综合中文综合网| 中文字幕精品亚洲无线码二区 | 精品人妻无码专区中文字幕| 无码人妻熟妇AV又粗又大| 久久无码AV中文出轨人妻| 中文字幕日本高清| 欧美无乱码久久久免费午夜一区二区三区中文字幕 | 熟妇人妻中文av无码| AV色欲无码人妻中文字幕| 熟妇女人妻丰满少妇中文字幕 | 日日麻批免费40分钟无码| 久久中文字幕无码专区| 中文字幕在线一区二区在线| 中文字幕视频在线| 免费无码中文字幕A级毛片| 中文字幕人妻丝袜乱一区三区| 亚洲精品无码专区2| 宅男在线国产精品无码| 欧美 亚洲 有码中文字幕| 中文字幕人妻丝袜乱一区三区|