IGBT的工作基础学习知识原理和工作特性

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IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。

N+ 区称为漏区。

器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。

沟道在紧靠栅区边界形成。

在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。

而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。

附于漏注入区上的电极称为漏极。

IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT 关断。

IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。

2.IGBT 的工作特性1.静态特性IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高,Id 越大。

它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。

在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。

如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。

IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。

它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。

IGBT的工作原理和工作特性(精)

IGBT的工作原理和工作特性(精)

IGBT的工作原理和工作特性IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。

IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类:1.静态IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。

IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类:1 .静态特性:IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。

它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2和击穿特性3部分。

在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。

如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。

IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。

它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT处于关断状态。

在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。

IGBT的结构与工作原理详解

IGBT的结构与工作原理详解

IGBT的结构与工作原理详解一、IGBT的结构图1所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极。

N+区称为漏区。

器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。

沟道在紧靠栅区边界形成。

在漏、源之间的P型区(包括P+和P-区,沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region)。

而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。

附于漏注入区上的电极称为漏极。

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。

IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

二、IGBT的工作特性1、静态特性IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。

它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。

在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。

如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。

IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。

它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。

在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。

IGBT工作原理和工作特性

IGBT工作原理和工作特性

IGBT工作原理和工作特性1. IGBT的基本原理IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种高压、高速开关设备,结合了MOSFET和双极晶体管(BJT)的特性。

它具有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降。

2. IGBT的结构IGBT由N型衬底、P型衬底和N型增强层组成。

增强层上有一个PN结,形成NPN三极管结构,而P型衬底连接到集电极。

3. IGBT的工作原理当IGBT的栅极电压为零时,栅极-源极结处形成反向偏置,导通区域被截断。

当栅极电压大于阈值电压时,栅极-源极结处形成正向偏置,导通区域开始形成导电通道,电流开始流动。

4. IGBT的工作特性(1)低导通压降:IGBT的导通压降较低,可以减少功耗和热损耗。

(2)高输入阻抗:IGBT的栅极电流非常小,输入阻抗较高,可以减少输入功率和电流。

(3)高开关速度:IGBT的开关速度较快,可以实现高频率开关操作。

(4)大功率处理能力:IGBT能够处理大功率电流和高电压。

(5)可靠性:IGBT具有较高的可靠性和稳定性,适用于各种工业应用。

5. IGBT的应用领域(1)电力电子:IGBT广泛应用于电力变换器、逆变器、交流调速器等领域。

(2)电动车:IGBT用于电动车的电机驱动系统,提供高效率和高性能。

(3)可再生能源:IGBT在太阳能和风能转换系统中用于能量转换和电网连接。

(4)工业自动化:IGBT用于工业机器人、自动化控制系统和电力工具等。

6. IGBT的优势和劣势(1)优势:高压能力、低导通压降、高开关速度、可靠性高、适用于大功率应用。

(2)劣势:对静电放电敏感、温度敏感、需要驱动电路。

7. IGBT的发展趋势(1)高集成度:将多个IGBT芯片集成在一个封装中,提高功率密度和可靠性。

(2)低损耗:减少导通和开关损耗,提高能效。

(3)高温特性:提高IGBT在高温环境下的工作能力。

(4)低成本:降低生产成本,推动IGBT技术的普及和应用。

IGBT管基础知识

IGBT管基础知识

IGBT管基础知识一、IGBT工作原理IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 简单点说就是大功率的开关器件,专业名字为绝缘栅双极型功率管。

IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。

IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。

IGBT是vmos和bjt组成,vmos是V型场效应管,电压驱动器件,输入阻抗高,但是输入电容大, igbt是voms在前,bjt 在后,好处是在高压大电流应用的时候,后级的bjt压降小,导通电阻的,效率高非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域IGBT器件将不断开拓新的应用领域,为高效节能、节材,为新能源、工业自动化(高频电焊机, 高频超声波, 逆变器, 斩波器, UPS/EPS, 感应加热)提供了新的商机。

二、IGBT管好坏的检测IGBT管的好坏可用指针万用表的Rxlk挡来检测,或用数字万用表的“二极管”挡来测量PN结正向压降进行判断。

检测前先将IGBT管三只引脚短路放电,避免影响检测的准确度;然后用指针万用表的两枝表笔正反测G、e两极及G、c两极的电阻,对于正常的IGBT管(正常G、C两极与G、c两极间的正反向电阻均为无穷大;内含阻尼二极管的IGBT管正常时,e、C极间均有4kΩ正向电阻),上述所测值均为无穷大;最后用指针万用表的红笔接c极,黑笔接e极,若所测值在3.5kΩl左右,则所测管为含阻尼二极管的IGBT管,若所测值在50kΩ左右,则所测IGBT管内不含阻尼二极管。

对于数字万用表,正常情况下,IGBT管的C、C极问正向压降约为0.5V。

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。

N+ 区称为漏区。

器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。

沟道在紧靠栅区边界形成。

在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。

而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。

附于漏注入区上的电极称为漏极。

IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT 关断。

IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。

2.IGBT 的工作特性1.静态特性IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高,Id 越大。

它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。

在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。

如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。

IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。

它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。

IGBT 的工作原理和工作特性

IGBT 的工作原理和工作特性

IGBT 得工作原理与工作特性IGBT得开关作用就是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。

IGBT得驱动方法与MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET得沟道形成后,从P+基极注入到 N一层得空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层得电阻,使IGBT在高电压时,也具有低得通态电压。

IGBT得工作特性包括静态与动态两类:1.静态特性IGBT得静态特性主要有伏安特性、转移特性与开关特性。

IGBT得伏安特性就是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间得关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs得控制, Ugs越高, Id越大。

它与GTR得输出特性相似.也可分为饱与区1、放大区2与击穿特性3部分。

在截止状态下得IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。

如果无 N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT得某些应用范围。

IGBT得转移特性就是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间得关系曲线、它与MOSFET得转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时, IGBT处于关断状态。

在IGBT导通后得大部分漏极电流范围内, Id与Ugs呈线性关系。

最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V 左右。

IGBT得开关特性就是指漏极电流与漏源电压之间得关系。

IGBT 处于导通态时,由于它得PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。

尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET得电流成为IGBT总电流得主要部分。

此时,通态电压Uds(on)可用下式表示Uds(on)=Uj1+Udr+ IdRoh ( 2—14 )式中Uj1—- JI结得正向电压,其值为0。

IGBT基础知识集

IGBT基础知识集

IGBT基础知识集IGBT,中文名字为绝缘栅双极型晶体管,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内。

理想等效电路与实际等效电路如图所示:IGBT的静态特性一般用不到,暂时不用考虑,重点考虑动态特性(开关特性)。

动态特性的简易过程可从下面的表格和图形中获取:IGBT的开通过程IGBT在开通过程中,分为几段时间1.与MOSFET类似的开通过程,也是分为三段的充电时间2.只是在漏源DS电压下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和过程中增加了一段延迟时间。

在上面的表格中,定义了了:开通时间Ton,上升时间Tr和Tr.i除了这两个时间以外,还有一个时间为开通延迟时间td.on:td.on=Ton-Tr.iIGBT在关断过程IGBT在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。

第一段是按照MOS管关断的特性的第二段是在MOSFET关断后,PNP晶体管上存储的电荷难以迅速释放,造成漏极电流较长的尾部时间。

在上面的表格中,定义了了:关断时间Toff,下降时间Tf和Tf.i除了表格中以外,还定义trv为DS端电压的上升时间和关断延迟时间td(off)。

漏极电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成,而总的关断时间可以称为toff=td(off)+trv十t(f),td(off)+trv之和又称为存储时间。

从下面图中可看出详细的栅极电流和栅极电压,CE电流和CE电压的关系:从另外一张图中细看MOS管与IGBT管栅极特性可能更有一个清楚的概念:开启过程关断过程尝试去计算IGBT的开启过程,主要是时间和门电阻的散热情况。

C.GE栅极-发射极电容C.CE集电极-发射极电容C.GC门级-集电极电容(米勒电容)Cies=CGE+CGC输入电容Cres=CGC反向电容Coes=CGC+CCE输出电容根据充电的详细过程,可以下图所示的过程进行分析对应的电流可简单用下图所示:第1阶段:栅级电流对电容CGE进行充电,栅射电压VGE上升到开启阈值电压VGE (th)。

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IGBT的工作原理和工作特性IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。

IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类:1.静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。

它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。

在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。

如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。

IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。

它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。

在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。

最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。

IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。

IGBT 处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。

尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。

此时,通态电压Uds(on)可用下式表示:Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh (2-14)式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV;Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。

通态电流Ids可用下式表示:Ids=(1+Bpnp)Imos (2-15)式中Imos——流过MOSFET的电流。

由于N+区存在电导调制效应,所以IGBT的通态压降小,耐压1000V的IGBT通态压降为2~3V。

IGBT处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。

2.动态特性IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET来运行的,只是在漏源电压Uds下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。

td(on)为开通延迟时间,tri为电流上升时间。

实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton 即为td(on)tri之和。

漏源电压的下降时间由tfe1和tfe2组成,如图2-58所示IGBT 在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。

因为 MOSFET 关断后, PNP 晶体管的存储电荷难以迅速消除,造成漏极电流较长的尾部时间, td(off) 为关断延迟时间, trv 为电压 Uds(f) 的上升时间。

实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间 Tf 由图 2-59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成,而漏极电流的关断时间t(off)=td(off)+trv + t(f) ( 2-16 )式中, td(off) 与 trv 之和又称为存储时间。

IGBT的基本结构绝缘栅双极晶体管(IGBT)本质上是一个场效应晶体管,只是在漏极和漏区之间多了一个 P 型层。

根据国际电工委员会的文件建议,其各部分名称基本沿用场效应晶体管的相应命名。

图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极。

N+ 区称为漏区。

器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。

沟道在紧靠栅区边界形成。

在漏、源之间的P型区(包括P+和P一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。

而在漏区另一侧的 P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是 IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成 PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。

附于漏注入区上的电极称为漏极。

为了兼顾长期以来人们的习惯,IEC规定:源极引出的电极端子(含电极端)称为发射极端(子),漏极引出的电极端(子)称为集电极端(子)。

这又回到双极晶体管的术语了。

但仅此而已。

IGBT的结构剖面图如图2所示。

它在结构上类似于MOSFET ,其不同点在于IGBT是在N沟道功率MOSFET 的N+基板(漏极)上增加了一个P+ 基板(IGBT 的集电极),形成PN结j1 ,并由此引出漏极、栅极和源极则完全与MOSFET相似。

图1 N沟道IGBT结构图2 IGBT的结构剖面图由图2可以看出,IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区GTR ,其简化等效电路如图3所示。

图中Rdr是厚基区GTR的扩展电阻。

IGBT是以GTR 为主导件、MOSFET 为驱动件的复合结构。

N沟道IGBT的图形符号有两种,如图4所示。

实际应用时,常使用图2-5所示的符号。

对于P沟道,图形符号中的箭头方向恰好相反,如图4所示。

IGBT 的开通和关断是由栅极电压来控制的。

当栅极加正电压时,MOSFET 内形成沟道,并为PNP晶体管提供基极电流,从而使IGBT导通,此时,从P+区注到N一区进行电导调制,减少N一区的电阻 Rdr值,使高耐压的 IGBT 也具有低的通态压降。

在栅极上加负电压时,MOSFET 内的沟道消失,PNP晶体管的基极电流被切断,IGBT 即关断。

正是由于 IGBT 是在N 沟道 MOSFET 的 N+ 基板上加一层 P+ 基板,形成了四层结构,由PNP-NPN晶体管构成 IGBT 。

但是,NPN晶体管和发射极由于铝电极短路,设计时尽可能使NPN不起作用。

所以说, IGBT 的基本工作与NPN晶体管无关,可以认为是将 N 沟道 MOSFET 作为输入极,PNP晶体管作为输出极的单向达林顿管。

采取这样的结构可在 N一层作电导率调制,提高电流密度。

这是因为从 P+ 基板经过 N+ 层向高电阻的 N一层注入少量载流子的结果。

IGBT 的设计是通过 PNP-NPN 晶体管的连接形成晶闸管。

2.IGBT模块的术语及其特性术语说明术语符号定义及说明(测定条件参改说明书)集电极、发射极间电压V CES栅极、发射极间短路时的集电极,发射极间的最大电压栅极发极间电压V GES集电极、发射极间短路时的栅极,发射极间最大电压3.IGBT模块使用上的注意事项1. IGBT模块的选定在使用IGBT模块的场合,选择何种电压,电流规格的IGBT模块,需要做周密的考虑。

a. 电流规格IGBT模块的集电极电流增大时,V CE(-)上升,所产生的额定损耗亦变大。

同时,开关损耗增大,原件发热加剧。

因此,根据额定损耗,开关损耗所产生的热量,控制器件结温(T j)在 150o C以下(通常为安全起见,以125o C以下为宜),请使用这时的集电流以下为宜。

特别是用作高频开关时,由于开关损耗增大,发热也加剧,需十分注意。

一般来说,要将集电极电流的最大值控制在直流额定电流以下使用,从经济角度这是值得推荐的。

b.电压规格IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即市电电源电压紧密相关。

其相互关系列于表1。

根据使用目的,并参考本表,请选择相应的元件。

2. 防止静电IGBT的V GE的耐压值为±20V,在IGBT模块上加出了超出耐压值的电压的场合,由于会导致损坏的危险,因而在栅极-发射极之间不能超出耐压值的电压,这点请注意。

在使用装置的场合,如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时(珊极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT就会损坏,为防止这类损坏情况发生,应在栅极一发射极之间接一只10kΩ左左的电阻为宜。

此外,由于IGBT模块为MOS结构,对于静电就要十分注意。

因此,请注意下面几点:1)在使用模块时,手持分装件时,请勿触摸驱动端子部份。

2)在用导电材料连接驱动端子的模块时,在配线未布好之前,请先不要接上模块。

3)尽量在底板良好接地的情况下操作。

4)当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电放电后,再触摸。

5)在焊接作业时,焊机与焊槽之间的漏泄容易引起静电压的产生,为了防止静电的产生,请先将焊机处于良好的接地状态下。

6)装部件的容器,请选用不带静电的容器。

3.并联问题用于大容量逆变器等控制大电流场合使用IGBT模块时,可以使用多个器件并联。

并联时,要使每个器件流过均等的电流是非常重要的,如果一旦电流平衡达到破坏,那么电过于集中的那个器件将可能被损坏。

为使并联时电流能平衡,适当改变器件的特性及接线方法。

例如。

挑选器件的V CE(sat)相同的并联是很重要的。

4.其他注意事项1)保存半导体原件的场所的温度,温度,应保持在常温常湿状态,不应偏离太大。

常温的规定为5-35℃,常湿的规定为45—75%左右。

2)开、关时的浪涌电压等的测定,请在端子处测定。

实验目的1.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。

2.掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

二、实验内容1.IGBT主要参数测试。

2.EXB840性能测试。

3.IGBT开关特性测试。

4.过流保护性能测试。

三、实验设备和仪器1.MCL系列教学实验台主控制屏2.MCL—07电力电子实验箱中的IGBT与PWM波形发生器部分。

3.万用表二块4.双踪示波器。

四、实验线路见图5—1。

五、实验方法1.IGBT主要参数测试(1)开启阀值电压V GS(th)测试在主回路的“1”端与IGBT的“18”端之间串入毫安表,将主回路的“3”与“4”端分别与IGBT管的“14”与“17”端相连,再在“14”与“17”端间接入电压表,并将主回路电位器RP左旋到底。

将电位器RP逐渐向右旋转,边旋转边监视毫安表,当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS(th)。

读取6—7组I D、Vgs,其中I D=1mA必测,填入表5—1。

表5—1(2)跨导g FS测试在主回路的“2”端与IGBT的“18”端串入安培表,将RP左旋到底,其余接线同上。

将RP逐渐向右旋转,读取I D与对应的V GS值,测量5—6组数据,填入表5—2。

表5—2(3)导通电阻R DS测试将电压表接入“18”与“17”两端,其余同上,从小到大改变V GS,读取I D与对应的漏源电压V DS,测量5—6组数据,填入表5—3。

表5—32.EXB840性能测试(1)输入输出延时时间测试IGBT部分的“1”与“13”分别与PWM波形发生部分的“1”与“2”相连,再将IGBT部分的“10”与“13”、与门输入“2”与“1”相连,用示波器观察输入“1”与“13”及EXB840输出“12”与“13”之间波形,记录开通与关断延时时间。

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