目前IGBT在世界范圍內的應用也越來越廣泛了。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)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。非常適合應用于直流電壓為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。
IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變量時,集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關系曲線。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似,也可分為飽和區I、放大區II和擊穿區III三部分。IGBT作為開關器件穩態時主要工作在飽和導通區。IGBT的轉移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關系曲線。它與MOSFET的轉移特性相同,當柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)時,IGBT處于關斷狀態。在IGBT導通后的大部分集電極電流范圍內,IC與VGE呈線性關系。
IGBT與MOSFET的對比:
MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。
主要優點:熱穩定性好、安全工作區大。
缺點:擊穿電壓低,工作電流小。
下面的資料是我在一家公司時寫的IGBT啟動時的過程,并附有我搭建的IGBT仿真模型分析結果,與理論分析完全一致。
由于本人是學電路出身的,并不是學材料出身的,因此對芯片的認識可能有偏頗的地方。
但是個人認為自然學科都有其相通的地方,我用電路的小信號模型知識也一樣可以解釋IGBT應用中的一些問題。
大家如果有興趣,我再慢慢展開。