電子器件系列 IGBT(絕緣柵雙級電晶體)學習

2021-08-20 03:56:56 字數 1232 閱讀 5322

igbt是乙個非通即斷的開關,兼有mosfet的高輸入阻抗和gtr的低導通壓降兩方面的優點。

igbt(絕緣柵雙極型電晶體),是由bjt(雙極型三極體)和mos(絕緣柵型場效電晶體)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有mosfet的高輸入阻抗和gtr(電力電晶體:

giant transistor—gtr

,直譯為巨型電晶體

)的低導通壓降兩方面的優點。gtr飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;mosfet驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。

igbt綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用於直流電壓為600v及以上的變流系統如交流電機、變頻器、

開關電源

、照明電路、牽引傳動等領域。下圖是n-igbt的剖面圖:

igbt就是乙個開關,非通即斷,如何控制他的通還是斷,就是靠的是柵源極的電壓,當柵源极加+12v(大於6v,一般取12v到15v)時igbt導通,柵源極不加電壓或者是加負壓時,igbt關斷,加負壓就是為了可靠關斷。

igbt沒有放大電壓的功能,導通時可以看做導線,斷開時當做開路。

igbt有三個端子,分別是g,d,s,在g和s兩端加上電壓後,內部的電子發生轉移(半導體材料的特點,這也是為什麼用半導體材料做電力電子開關的原因),本來是正離子和負離子一一對應,半導體材料呈中性,但是加上電壓後,電子在電壓的作用下,累積到一邊,形成了一層導電溝道,因為電子是可以導電的,變成了導體。如果撤掉加在gs兩端的電壓,這層導電的溝道就消失了,就不可以導電了,變成了絕緣體。

igbt

是—種場控器件

,它的開通和關斷由柵極和發射極間電壓u

ge決定,當柵射電壓u

ce為正且大於開啟電壓u

ce(th)時,mosfet內形成溝道並為pnp型電晶體提供基極電流進而使igbt導通,此時,從p+區注入n-的空穴(少數載流子)對n-區進行電導調製,減小n-區的電阻r

n,使高耐壓的igbt也具有很小的通態壓降。當柵射極間不加訊號或加反向電壓時,mosfet內的溝道消失,pnp型電晶體的基極電流被切斷,igbt即關斷。由此可知,igbt的驅動原理與mosfet基本相同。

所以想要驅動igbt,柵射間電壓u

ce為正且大於開啟電壓u

ce(th),才可保持導通。改變柵射間電壓u

ce 使其小於開啟電壓即可使其關斷。

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