但是在高電平時,功率導通損耗仍然要比IGBT技術高出很多。較低的壓降,轉換成一個低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結構,同一個標準雙極器件相比,可支持更高電流密度,并簡化IGBT驅動器的原理圖。導通IGBT硅片的結構與功率MOSFET的結構十分相似,主要差異是IGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分)。如等效電路圖所示(圖1),其中一個MOSFET驅動兩個雙極器件。基片的應用在管體的P+和N+區之間創建了一個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區時,一個N溝道形成,同時出現一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產生一股電流。如果這個電子流產生的電壓在,那么,J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區內,并調整陰陽極之間的電阻率,這種方式降低了功率導通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。的結果是,在半導體層次內臨時出現兩種不同的電流拓撲:一個電子流(MOSFET電流);一個空穴電流(雙極)。關斷當在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒有空穴注入N-區內。在任何情況下,如果MOSFET電流在開關階段迅速下降,集電極電流則逐漸降低,這是因為換向開始后,在N層內還存在少數的載流子(少子)。這種殘余電流值。IGBT屬于功率器件,散熱不好,就會直接燒掉。河北功率半導體IGBT模塊優勢現貨庫存
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。通俗來講:IGBT是一種大功率的電力電子器件,是一個非通即斷的開關,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。三大特點就是高壓、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點,既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優點,又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優點,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。天津M超高速IGBT模塊型號齊全開關頻率比較大的IGBT型號是S4,可以使用到30KHz的開關頻率。
圖1單管,模塊的內部等效電路多個管芯并聯時,柵極已經加入柵極電阻,實際的等效電路如圖2所示。不同制造商的模塊,柵極電阻的阻值也不相同;不過,同一個模塊內部的柵極電阻,其阻值是相同的。圖2單管模塊內部的實際等效電路圖IGBT單管模塊通常稱為1in1模塊,前面的“1”表示內部包含一個IGBT管芯,后面的“1”表示同一個模塊塑殼之中。2.半橋模塊,2in1模塊半橋(Halfbridge)模塊也稱為2in1模塊,可直接構成半橋電路,也可以用2個半橋模塊構成全橋,3個半橋模塊也構成三相橋。因此,半橋模塊有時候也稱為橋臂(Phase-Leg)模塊。圖3是半橋模塊的內部等效。不同的制造商的接線端子名稱也有所不同,如C2E1可能會標識為E1C2,有的模塊只在等效電路圖上標識引腳編號等。圖3半橋模塊的內部等效電路半橋模塊的電流/電壓規格指的均是其中的每一個模塊單元。如1200V/400A的半橋模塊,表示其中的2個IGBT管芯的電流/電壓規格都是1200V/400A,即C1和E2之間可以耐受比較高2400V的瞬間直流電壓。不僅半橋模塊,所有模塊均是如此標注的。3.全橋模塊,4in1模塊全橋模塊的內部等效電路如圖4所示。圖4全橋模塊內部等效電路全橋(Fullbridge)模塊也稱為4in1模塊,用于直接構成全橋電路。
根據IGBT的驅動以及逆變電路的要求,模塊內部的IGBT控制電源必須是上橋臂3組,下橋臂1組,總計4組單獨的15V直流電源。圖1中給出了幾種典型光電耦合器驅動電路,其中三極管與光電耦合器并聯型電路對光電耦合器特別有利。對控制輸入的光電耦合器規格的要求是:CMH與CML相等且太于15kV/μs或10kV/μs,TPHL=TPLH<。圖1光電耦合器驅動電路推薦使用的光電耦合器有:HCPI,-4505、HCPL-4506、(IGM)、TLP755等。一般情況下,光電耦合器要符合UI。、VDE等安全認證。同時好使光電耦合器和IGBT控制端子間的布線盡量短。由于光電耦合器兩端間常加有大的du/出,因此,光電耦合器兩端的布線不要太靠近以減小其間的耦合電容。在使用15V的直流電源組件時,電源輸出側的GND端子不要互聯,并盡量減少各電源與地間的雜散電容,同時還應當確保足夠大的絕緣距離(大于2mm)。光電耦合器輸入用的10μF及μF濾波電容主要用于保持控制電壓平穩和使線路阻抗穩定。控制信號輸入端與Vcc端應接20kΩ的上拉電阻,在不使用制動單元時,也應該在DB輸人端與Vcc端之間接20Ω的上拉電阻,否則,du/dt過大,可能會引起誤動作。圖2所示為1組上橋臂的控制信號的輸入電路。IGBT命名方式中,能體現IGBT芯片的年代。
使IGBT導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進行電導調制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。檢測IGBT好壞簡便方法1、判斷極性首先將萬用表撥在R&TImes;1KΩ擋,用萬用表測量時,若某一極與其它兩極阻值為無窮大,調換表筆后該極與其它兩極的阻值仍為無窮大,則判斷此極為柵極(G)。其余兩極再用萬用表測量,若測得阻值為無窮大,調換表筆后測量阻值較小。在測量阻值較小的一次中,則判斷紅表筆接的為集電極(C);黑表筆接的為發射極(E)。2、判斷好壞將萬用表撥在R&TImes;10KΩ擋,用黑表筆接IGBT的集電極(C),紅表筆接IGBT的發射極(E),此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極(G)和集電極(C),這時IGBT被觸發導通,萬用表的指針擺向阻值較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極(G)和發射極(E),這時IGBT被阻斷,萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。.34mm封裝(俗稱“窄條”):由于底板的銅極板只有34mm寬。陜西功率半導體IGBT模塊廠家直供
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反向關斷電壓只能達到幾十伏水平,因此限制了IGBT的某些應用范圍。IGBT的轉移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關系曲線。它與MOSFET的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時,IGBT處于關斷狀態。在IGBT導通后的大部分漏極電流范圍內,Id與Ugs呈線性關系。高柵源電壓受大漏極電流限制,其佳值一般取為15V左右。動態特性動態特性又稱開關特性,IGBT的開關特性分為兩大部分:一是開關速度,主要指標是開關過程中各部分時間;另一個是開關過程中的損耗。IGBT的開關特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關系。IGBT處于導通態時,由于它的PNP晶體管為寬基區晶體管,所以其B值極低。盡管等效電路為達林頓結構,但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時,通態電壓Uds(on)可用下式表示::Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh式中Uj1——JI結的正向電壓,其值為~1V;Udr——擴展電阻Rdr上的壓降;Roh——溝道電阻。通態電流Ids可用下式表示:Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos——流過MOSFET的電流。由于N+區存在電導調制效應,所以IGBT的通態壓降小,耐壓1000V的IGBT通態壓降為2~3V。IGBT處于斷態時,只有很小的泄漏電流存在。IGBT在開通過程中。河北功率半導體IGBT模塊優勢現貨庫存