IGBT
igbt是什么电子元件
igbt是什么电子元件IGBT又叫绝缘栅双极型晶体管，它和晶体管很类似，也有集电极C 和发射极E，但是它的驱动部分反而和场效应管很类似，它是绝缘栅结构的。
因此IGBT是一种高速度、大功率的半导体功率器件。
IGBT的特点。
符号及等效电路图见图，其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。
但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。
GBT的工作特点是需要在它的栅极G与发射极E（源极）之间加一个由驱动电路给的控制电压信号Uge，因为这个器件的输入电阻抗是非常的高的，所以它的栅极电流是非常小的，这就说明它的驱动功率也是较小的，比如家用电磁炉中的栅极驱动电压一般达到18伏就可以使它处于导通了，一但导通之后它的集电极就可以通过非常大的电压，截止时其集电极C和发射极E之间也能承受很高的电压。
比如在变频器中IGBT就可以承受一千多伏的高压，集电极可以流过上千伏的电流。
这样IGBT就是一个以低压控制高压和大电流的半导体器件。
IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似，主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。
如等效电路图所示(图1)，其中一个MOSFET驱动两个双极器件。
基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。
当正栅偏压使栅极下面反演P基区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。
如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内，那么，J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电阻率，这种方式降低了功率导通的总损耗，并启动了第二个电荷流。
最后的结果是，在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑：一个电子流(MOSFET 电流)；空穴电流(双极)。
中国是最大的功率半导体消费国，2018年市场需求规模达到138亿美元（iHS数据），增速为9.5%，占全球需求比例高达35%。
igbt标准
igbt标准IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种半导体功率开关器件，具有结构简单、性能稳定、耐压能力强等特点，被广泛应用于电力电子领域。
IGBT标准是指IGBT器件的相关标准规范，包括其性能参数、测试方法、质量要求等内容。
本文将对IGBT标准进行详细介绍，以便读者更全面地了解IGBT器件的相关知识。
首先，IGBT标准主要包括以下几个方面，性能参数、测试方法、质量要求和标志标识。
性能参数是衡量IGBT器件性能优劣的重要指标，包括导通压降、关断压降、最大耐压、最大电流等。
测试方法是指对IGBT器件性能参数进行测试的具体方法和步骤，确保测试结果准确可靠。
质量要求是指IGBT器件在生产和使用过程中应符合的质量标准，包括外观质量、封装质量、可靠性要求等。
标志标识是指IGBT器件在生产和销售过程中应标注的相关标志和标识，以便用户正确选择和使用。
其次，IGBT标准的制定和实施对于推动IGBT器件的技术进步和产业发展具有重要意义。
通过制定统一的标准规范，可以促进不同厂家生产的IGBT器件在性能参数、质量要求和标志标识等方面达到一致，提高产品的可比性和可替代性。
同时，标准的实施可以规范市场秩序，保护用户利益，提高产品的质量和可靠性，推动整个行业向更高水平发展。
再次，IGBT标准的制定需要充分考虑IGBT器件的实际应用需求和技术发展趋势。
随着电力电子技术的不断发展，IGBT器件在各个领域的应用越来越广泛，对性能参数、质量要求和标志标识等方面的要求也越来越高。
因此，在制定IGBT标准时，需要充分调研市场需求，倾听用户意见，结合最新的技术发展趋势，确保标准规范符合实际应用需求，具有可操作性和前瞻性。
最后，IGBT标准的制定和实施需要各方共同参与和配合。
作为IGBT器件的生产厂家，应加强内部管理，提高产品质量，确保符合标准要求。
作为IGBT器件的用户，应加强对标准的学习和应用，提高对产品质量的监督和检测能力。
IGBT是什么？
IGBT是什么？作者：海飞乐技术时间：2017-04-13 16:00IGBT是什么？IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，所以它是一个有MOS Gate的BJT晶体管，可以简单理解为IGBT是MOSFET和BJT的组合体。
MOSFET主要是单一载流子(多子)导电，而BJT是两种载流子导电，所以BJT的驱动电流会比MOSFET 大，但是MOSFET的控制级栅极是靠场效应反型来控制的，没有额外的控制端功率损耗。
所以IGBT就是利用了MOSFET和BJT的优点组合起来的，兼有MOSFET的栅极电压控制晶体管(高输入阻抗)，又利用了BJT的双载流子达到大电流(低导通压降)的目的 (Voltage-Controlled Bipolar Device)。
从而达到驱动功率小、饱和压降低的完美要求，广泛应用于600V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。
图1IGBT实物图左图IGBT模块，右图IGBT管IGBT有什么用？绝缘栅双极晶体管（IGBT）是高压开关家族中最为年轻的一位。
由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。
IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。
IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。
IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作过程和特点等方面的内容。
一、结构IGBT由三个主要部份组成：N型沟道区、P型基区和N型漏极区。
其中，N 型沟道区和P型基区构成PN结，而P型基区和N型漏极区构成PNP结。
IGBT的结构类似于MOSFET和普通的MOS结构，但其特殊之处在于P型基区的存在。
二、工作过程1. 关态（开关态）：当IGBT的栅极电压为高电平时，栅极和N型沟道区之间形成正向偏置，使得PN结处于导通状态。
此时，电流可以从漏极流向源极，IGBT处于导通状态。
这个过程类似于MOSFET的导通过程。
2. 关断态：当IGBT的栅极电压为低电平时，栅极和N型沟道区之间形成反向偏置，使得PN结处于截止状态。
此时，电流无法从漏极流向源极，IGBT处于截止状态。
这个过程类似于MOSFET的截止过程。
3. 关断过程：当IGBT从导通状态切换到截止状态时，需要通过一定的关断过程来确保电流的截断。
这个过程中，栅极电压逐渐降低，直到PN结彻底截止。
三、特点1. 高压能力：IGBT具有较高的耐压能力，可以承受较高的电压。
这使得IGBT成为高压应用领域的理想选择，如电力电子转换器、电动汽车等。
2. 低导通压降：IGBT的导通压降较低，能够减小功率损耗，提高效率。
这使得IGBT在高频应用中具有优势，如变频器、电源等。
3. 高开关速度：IGBT具有较快的开关速度，能够实现快速的开关操作。
这使得IGBT在需要高频率开关的应用中表现出色，如逆变器、交流机电驱动器等。
4. 可靠性高：IGBT的结构设计和材料选择使其具有较高的可靠性和稳定性。
这使得IGBT 在各种恶劣环境下都能正常工作，如高温、高湿度等。
结论：IGBT作为一种重要的功率器件，具有高压能力、低导通压降、高开关速度和高可靠性等优点。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）是一种高压、高电流功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作方式、特点和应用等方面的内容。
一、结构：IGBT由PNP型晶体管和NPN型晶体管构成，中间夹着一个绝缘层，形成三层结构。
绝缘层通常由二氧化硅或者其他绝缘材料制成，用于隔离PNP和NPN晶体管。
二、工作方式：IGBT的工作方式可以分为三个阶段：导通、关断和反向恢复。
1. 导通：当输入信号施加在绝缘栅极上时，形成沟道，使得PNP和NPN晶体管之间的结区域导通。
此时，IGBT处于导通状态，电流可以从集电极流向发射极。
2. 关断：当绝缘栅极上的输入信号消失时，沟道消失，PNP和NPN晶体管之间的结区域再也不导通。
IGBT进入关断状态，电流无法从集电极流向发射极。
3. 反向恢复：当IGBT从导通状态切换到关断状态时，集电极上的载流子需要被清除，以便下一次导通。
这个过程称为反向恢复。
IGBT的反向恢复时间越短，其性能越好。
三、特点：IGBT具有以下几个特点：1. 高电压能力：IGBT能够承受较高的电压，通常可达数千伏。
2. 高电流能力：IGBT能够承受较高的电流，通常可达数百安培。
3. 低饱和压降：IGBT的饱和压降比MOSFET低，使其在高电流应用中具有更低的功耗。
4. 快速开关速度：IGBT具有较快的开关速度，能够快速切换导通和关断状态。
5. 绝缘栅驱动：IGBT的绝缘栅结构使其能够在高电压环境下工作，提高了安全性和可靠性。
四、应用：IGBT广泛应用于各种领域，包括电力电子、工业自动化、交通运输和可再生能源等。
1. 电力电子：IGBT被广泛应用于变频器、电力调节器、电力传输和配电系统等领域，用于实现能量的变换和控制。
2. 工业自动化：IGBT可用于驱动机电、控制温度和湿度、控制电磁阀等，广泛应用于工业自动化系统中。
IGBT工作原理
IGBT工作原理概述：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）是一种高性能功率半导体器件，常用于控制和调节高电压和高电流的电力电子应用中。
本文将详细介绍IGBT的工作原理及其相关特性。
一、IGBT结构IGBT由三个主要部分组成：N型电流扩散层、P型基区和N型绝缘栅区。
它的结构类似于MOSFET和双极晶体管的结合体，具有MOSFET的高输入阻抗和双极晶体管的低导通压降特性。
二、IGBT工作原理1. 关断状态：当IGBT的栅极电压为0V时，处于关断状态。
此时，N型电流扩散层和N型绝缘栅区之间形成了反向偏置的PN结，阻止了电流的流动。
2. 开通状态：当给IGBT的栅极施加正向电压时，即使很小的电压也能引起电流的流动。
在开通状态下，栅极电压控制导通电流的大小。
3. IGBT的导通过程：当栅极电压高于临界电压时，电流开始从N型电流扩散层注入到P型基区，形成NPN型双极晶体管。
由于双极晶体管的放大作用，电流迅速增加。
同时，由于N型绝缘栅区的存在，栅极电压控制了电流的大小。
因此，IGBT具有较低的导通压降。
4. IGBT的关断过程：当栅极电压降低到临界电压以下时，电流开始减小。
在关断过程中，IGBT的关断速度取决于去除电荷的速度。
通常，通过施加负向电压或短路栅极电压来加快关断速度。
三、IGBT的特性1. 高输入阻抗：由于IGBT的栅极绝缘层，其输入电流极小，因此具有高输入阻抗。
这使得IGBT可以被各种控制电路轻松驱动。
2. 低导通压降：IGBT的导通压降较低，这意味着在导通状态下能够减小功率损耗，提高效率。
3. 大功率承受能力：IGBT能够承受较高的电压和电流，适用于高功率应用，如变频器、电力传输、电动车等。
4. 快速开关速度：IGBT具有较快的开关速度，可以实现高频率的开关操作，适用于需要频繁开关的应用。
5. 温度依赖性：IGBT的导通压降和关断速度受温度影响较大。
IGBT基本参数详解
IGBT基本参数详解IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是绝缘栅双极型晶体管，是一种低开关损耗的高功率半导体开关设备，广泛应用于发电机、变电站、驱动电机等高功率电器中。
IGBT基本参数是选择IGBT的重要基础，本文将详细解释IGBT的基本参数。
1. 标记符号解释在讲解IGBT基本参数之前，首先了解一些标记符号的意义是非常重要的。
以下是常见的标记符号解释：•VCEO：开关管封装存放温度的最大值•VCE：集电极 / 引出极 / 集电极接地之间的最大电压•IC：集电极电流•Tj：晶体管结温度•Tstg：存储温度范围•VGE：栅极与发射极电压•IGT：栅极驱动电流•VCC：IGBT的电源电压•ISC：短路电流•tSC：短路恢复时间•tF：关断时间•tR：开启时间2. 关键参数解释接下来将分别讲解IGBT的一些关键参数。
2.1 集电极-发射极最大电压（VCE max）集电极-发射极最大电压是指可以承受的最大反向电压。
当集电极接地时，此参数也称为最大集电极电压。
切记不要超过规定的最大值，否则会引起永久性损坏。
2.2 集电极-发射极饱和电压（VCE sat）集电极-发射极饱和电压是指晶体管开启状态下的最大电压降。
此参数是晶体管开启状态中非常重要的参数，可以用于计算电流过载保护电路的选型。
2.3 集电极电流（IC max）集电极电流是指开启状态下晶体管允许传输的最大电流。
晶体管当前通过的电流不应大于此值，否则晶体管将受到损坏。
2.4 晶体管结温（Tj）晶体管结温是指晶体管内部的结温度。
此参数影响晶体管的寿命和可靠性，需要在设计应用电路时考虑。
2.5 栅极-发射极的阈值电压（Vth）栅极-发射极的阈值电压是指当晶体管允许传输的最小电压。
超过此电压将导致晶体管开启。
2.6 栅极驱动电流（IGT）栅极驱动电流是指栅极的驱动电流。
在实践中，IGBT的公称电流应为最低驱动电流的2-4倍。
通俗易懂讲解IGBT的工作原理和作用
通俗易懂讲解IGBT的工作原理和作用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即绝缘栅双极晶体管，是一种常用的功率半导体器件，具有高电压、高电流和高开关速度的特点。
它广泛应用于交流调速、电源逆变、电机驱动等领域，具有重要的作用。
本文将通俗易懂地介绍IGBT的工作原理和作用。
一、IGBT的工作原理IGBT是由N沟道型MOS（Metal Oxide Semiconductor）场效应晶体管与PNP型双极晶体管组成。
它结合了MOSFET和双极晶体管的优点，在导通时具有较低的导通压降，而在关断时具有较高的击穿电压。
其工作原理如下：1. 导通状态：在IGBT导通状态下，当控制电压Ugs大于门极阈值电压Uth时，N沟道型MOSFET处于导通状态，形成通道，电流可以从集电极到源极流动。
由于N沟道型MOSFET的导通电阻较小，因此导通时的压降很小。
2. 关断状态：当控制电压Ugs小于门极阈值电压Uth时，N沟道型MOSFET无通道，不导电，IGBT进入关断状态。
此时，通过控制电压Uce（集电-发射极电压）可以实现IGBT的关断。
由于PNP型双极晶体管的存在，即使在较高的Uce下，IGBT也能承受较高的电压。
IGBT的工作原理可以用一个自锁开关的例子来解释。
N沟道型MOSFET相当于自锁开关的门锁，控制门锁的状态可以实现导通和关断；PNP型双极晶体管相当于自锁开关的钥匙，即使是在关断状态下，只要插入钥匙（提供较高的Uce），开关仍然可以打开。
二、IGBT的作用IGBT作为一种高性能的功率开关器件，其作用主要体现在以下几个方面：1. 电流调节：IGBT能够调节高电压和高电流，广泛应用于交流调速和电源逆变等领域。
在交流调速中，IGBT可以根据输入信号的变化，控制电机的转速和输出功率。
2. 电源逆变：IGBT可实现DC/AC逆变，将直流电源转换为交流信号，用于交流电源转换、逆变焊机等领域。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种广泛应用于电力电子领域的半导体器件，具有高压、高频和高温等特点。
本文将详细介绍IGBT的工作原理及其应用。
一、IGBT的结构IGBT由三个主要部分组成：N沟道型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、P型BJT（Bipolar Junction Transistor）和绝缘层。
N沟道型MOSFET负责控制电流，P型BJT负责放大电流。
绝缘层用于隔离控制信号和功率信号。
二、IGBT的工作原理当IGBT的控制端施加正向电压时，P型BJT的集电结区域会打开，使得电流可以通过。
同时，N沟道型MOSFET的栅极电压也会增加，进而改变N沟道的导电能力。
这样，控制信号就可以通过控制端调节IGBT的导通程度。
当IGBT的控制端施加负向电压时，P型BJT的集电结区域会关闭，导电能力降低。
此时，IGBT的导通能力会减弱或完全关闭。
因此，控制信号可以控制IGBT的导通和截止状态。
三、IGBT的应用1. 变频器：IGBT广泛应用于变频器中，用于调节交流电机的转速。
通过控制IGBT的导通时间和截止时间，可以改变输出电压和频率，从而实现电机的调速。
2. 逆变器：IGBT被广泛应用于逆变器中，将直流电转换为交流电。
逆变器常用于太阳能发电系统、风能发电系统和电动车辆中，将储存的直流电转换为交流电供电。
3. 电力传输：IGBT可用于电力传输系统中，提高电网的稳定性和效率。
通过控制IGBT的导通和截止时间，可以实现电力的调节和控制。
4. 电力电子设备：IGBT被广泛应用于电力电子设备中，如电源、逆变器、变频器等。
IGBT具有高效率、高频率和高可靠性的特点，可以满足各种电力电子设备的需求。
结论：IGBT是一种重要的半导体器件，具有广泛的应用领域。
本文详细介绍了IGBT 的结构、工作原理以及应用。
IGBT基本参数详解讲解
IGBT基本参数详解讲解1.静态参数1.1 集射极阻断电压集射极阻断电压是指在可使用的结温范围内，当栅极和发射极短路时，集射极所能承受的最高电压。
手册里一般给出的是25℃下的数据，但随着结温的降低，该值会逐渐降低。
在关断时，最容易超过该限值。
1.2 最大允许功耗最大允许功耗是指在25℃时，IGBT开关的最大允许功率损耗，即通过结到壳的热阻所允许的最大耗散功率。
其中，结温为芯片结温，环境温度为PCB板的环境温度。
二极管的最大功耗可以用同样的公式获得。
需要注意的是，结到壳的热阻抗、芯片热源到周围空气的总热阻抗以及芯片结与PCB间的热阻抗都需要乘以发热量才能获得对应的温度差。
1.3 集电极直流电流集电极直流电流是指在可以使用的结温范围内，流过集射极的最大直流电流。
根据最大耗散功率的定义，可以由最大耗散功率算出该值。
因此，给出一个额定电流时，必须同时给出对应的结和外壳的温度。
1.4 可重复的集电极峰值电流可重复的集电极峰值电流是指在规定的脉冲条件下，可重复承受的集电极峰值电流。
1.5 RBSOA，反偏安全工作区RBSOA是指IGBT关断时的安全工作条件。
如果工作期间的最大结温不超过限制，IGBT在规定的阻断电压下可以驱使两倍的额定电流。
1.6 短路电流短路电流是指短路时间不超过10us的情况下，承受的最大电流。
需要注意的是，在双脉冲测试中，上管XXX之间如果没有短路或负偏压，就很容易引起下管开通时，上管误导通，从而导致短路。
1.7 集射极导通饱和电压集射极导通饱和电压是指在额定电流条件下给出的值。
Infineon的IGBT都具有正温度效应，适宜于并联。
该值随集电极电流的增加而增加，随着温度的升高而减小。
该值可用于计算导通损耗。
根据IGBT的传输特性，计算时，切线的点尽量靠近工作点。
对于SPWM方式，导通损耗由下式获得：M为调制因数，为输出峰值电流，为功率因数。
2.动态参数2.1 模块内部栅极电阻为了实现模块内部芯片的均流，模块内部集成了栅极电阻。
IGBT工作原理
IGBT工作原理概述：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高性能功率半导体器件，结合了MOSFET和双极晶体管的优点。
它具有低开关损耗、高开关速度和高电压能力等特点，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理。
一、IGBT结构：IGBT由PNPN结构的双极晶体管和MOSFET的栅极结构组成。
它的主要部份包括N+型衬底、N型漂移区、P型区、N型区、P+型区、金属栅极和漏极等。
其中，P型区和N型区构成为了双极晶体管部份，N型漂移区和金属栅极构成为了MOSFET部份。
二、IGBT工作原理：1. 关断状态：当IGBT处于关断状态时，栅极与源极之间的电压低于阈值电压，栅极-源极结处于反向偏置状态，形成一个大的反向偏置电容。
此时，双极晶体管的集电结正向偏置，处于关断状态，没有导通电流。
2. 开通状态：当栅极与源极之间的电压高于阈值电压时，栅极-源极结反转，栅极处于正向偏置状态。
栅极电压的变化会导致栅极-漂移区结的电场分布发生变化，从而控制漂移区中的电荷分布。
当栅极电压增加时，漂移区中的电荷被吸引到栅极附近，形成一个导电通道，使得双极晶体管处于导通状态。
3. 导通状态：在IGBT导通状态下，双极晶体管的集电结正向偏置，漂移区中的电荷被栅极吸引，形成导电通道。
此时，漂移区的电阻很低，电流可以通过IGBT流过。
同时，由于MOSFET结构的存在，栅极控制电流的增加或者减少可以迅速改变漂移区的电荷分布，实现快速开关。
4. 关断过程：当栅极电压降低至阈值以下，栅极-源极结反向偏置，导致漂移区的电荷重新分布。
电荷的重新分布过程需要一定的时间，称为关断过程。
在关断过程中，IGBT的导通能力逐渐减弱，电流逐渐减小，直至彻底关闭。
三、IGBT特点：1. 高电压能力：IGBT具有高耐压能力，可承受较高的电压。
2. 低开关损耗：IGBT的开关损耗较低，能够实现高效率的功率转换。
igbt标准
igbt标准IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种广泛应用于功率电子领域的晶体管器件，它具有结构简单、开关速度快、功耗低等优点，因此在电动汽车、变频空调、电力传输等领域得到了广泛的应用。
IGBT标准是指对IGBT器件进行测试和评估的标准，其制定的目的是为了保证IGBT器件的质量和性能，以及为用户提供可靠的参考依据。
本文将对IGBT标准进行详细介绍，以便读者更好地了解和应用IGBT器件。
首先，IGBT标准主要包括对器件的电气特性、可靠性、环境适应性等方面的测试要求。
在电气特性测试中，主要包括静态参数测试（如导通压降、关断压降、漏电流等）、动态参数测试（如开关速度、反向恢复时间等）以及温度特性测试等。
这些测试可以全面评估IGBT器件的电气性能，确保其在实际工作中能够稳定可靠地工作。
其次，在可靠性测试方面，IGBT标准要求对器件进行长期稳定工作测试、温度循环测试、湿热循环测试等。
这些测试能够验证IGBT器件在不同工作条件下的可靠性，为用户提供了对器件寿命和可靠性的参考数据。
此外，IGBT标准还包括对器件的环境适应性测试，主要是针对器件在高温、低温、高湿度等恶劣环境下的工作能力进行测试。
这些测试能够评估IGBT器件在各种环境条件下的适应性，为用户提供了在特定环境条件下使用IGBT器件的指导。
总的来说，IGBT标准的制定是为了保证IGBT器件的质量和性能，为用户提供可靠的参考依据。
通过对器件的电气特性、可靠性、环境适应性等方面进行全面测试，可以确保IGBT器件在实际应用中能够稳定可靠地工作。
因此，对于IGBT器件的生产厂家和使用者来说，严格遵守IGBT标准是非常重要的。
在实际应用中，IGBT标准的制定和执行对于推动IGBT器件的技术发展和应用具有重要意义。
只有通过严格的测试和评估，才能确保IGBT器件在各种工作条件下都能够可靠地工作，为电力电子领域的发展提供有力支持。
IGBT简介介绍
过压、过流及短路保护
01
过压保护
为了防止IGBT在过高的电压下工作导致损坏，需要设置过压保护电路。
当电压超过设定值时，保护电路会迅速动作，切断IGBT的工作电源。
02
过流保护
当IGBT流过过大的电流时，过流保护电路会起作用，限制电流继续增加
，避免IGBT因过热而损坏。
03
短路保护
短路是IGBT运行过程中可能遇到的严重问题。短路保护电路能在发生短
IGBT具有较好的热稳定性 ，能够在高温环境下正常 工作。
IGBT的应用领域
电源变换
IGBT广泛应用于DC-DC变换器、ACDC整流器等电源电路中，实现电压、 电流的变换和控制。
01
02
电机驱动
IGBT可用于电机驱动电路中，如电动 汽车、电动自行车等驱动系统。
03
焊接设备
IGBT作为核心器件，应用于电阻焊、 电弧焊等焊接设备中。
IGBT的市场前景及展望
新能源汽车市场
随着新能源汽车市场的持续增长，IGBT作为核心 功率器件，其需求将继续旺盛。
智能电网与可再生能源
智能电网建设及可再生能源的快速发展将为IGBT 提供新的增长点。
轨道交通市场
轨道交通的电气化与智能化趋势将推动IGBT在轨 道交通领域的应用不断扩大。
展望
未来，随着技术的不断进步，IGBT将在更多领域 得到应用，市场规模将持续扩大。同时，国内品 牌在技术和市场上将不断取得突破，逐步缩小与 国外品牌的差距。
IGBT的驱动方式
栅极驱动：通过控制栅极与发射极之间的电压来控制IGBT的开通与关断。这种方式 简单、直接且效率高。
电流源驱动：通过电流源来为栅极提供驱动电流。这种方式更为稳定，但需要额外 的电流源。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率半导体器件，具有高电压、高电流和高频率的特点。
它在电力电子设备中广泛应用，如变频器、电力调节器和逆变器等。
本文将详细介绍IGBT的工作原理。
一、IGBT的结构组成1.1 发射极结构：IGBT的发射极由N型硅材料构成，它是电流的主要承载区域。
发射极的掺杂浓度较高，使其具有较低的电阻，能够承受较大的电流。
1.2 基极结构：IGBT的基极由P型硅材料构成，它是控制IGBT导通和截止的关键部份。
基极的掺杂浓度较低，以保证其具有较高的电阻，从而减小功耗。
1.3 栅极结构：IGBT的栅极由金属材料构成，通过栅极电压来控制IGBT的导通和截止。
栅极与发射极之间通过绝缘层隔离，以防止电流从栅极流向发射极。
二、IGBT的工作原理2.1 关断状态：当IGBT的栅极电压低于阈值电压时，栅极和发射极之间的绝缘层会阻挠电流的流动，此时IGBT处于关断状态。
在关断状态下，发射极和集电极之间形成一个反向偏置的PN结，阻断了电流的通路。
2.2 开启状态：当IGBT的栅极电压高于阈值电压时，栅极和发射极之间的绝缘层会被击穿，形成一个导通通道，电流可以从发射极流向集电极。
此时IGBT处于开启状态，可以承载较大的电流。
2.3 关断和开启过程：IGBT的关断和开启过程是由栅极电压的变化引起的。
当栅极电压从高电平变为低电平时，绝缘层会重新形成，阻挠电流的流动，IGBT进入关断状态。
而当栅极电压从低电平变为高电平时，绝缘层被击穿，形成导通通道，IGBT进入开启状态。
三、IGBT的特点3.1 高电压能力：IGBT具有很高的电压承受能力，可以承受几百伏特甚至几千伏特的电压，适合于高压电力设备。
3.2 高电流能力：IGBT能够承受较大的电流，通常可以达到几百安培甚至几千安培，适合于大功率应用。
3.3 高开关速度：IGBT的开关速度非常快，能够在纳秒级别实现开关操作，适合于高频率应用。
IGBT工作原理
IGBT工作原理一、概述IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高速、大功率的半导体器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作模式、特性等方面的内容。
二、结构IGBT由NPN型的双极晶体管（BJT）和MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）组成。
它的结构类似于普通的MOSFET，但在P型衬底上接入N型区域，形成PNP型的双极晶体管。
IGBT的结构使得它既具备了MOSFET的高输入阻抗和低功耗特性，又具备了BJT的高电流放大能力。
三、工作模式IGBT有三种工作模式：关断态、导通态和饱和态。
1. 关断态：当IGBT的栅极电压低于阈值电压时，IGBT处于关断态，无法导通电流。
2. 导通态：当IGBT的栅极电压高于阈值电压时，栅极和发射极之间形成正向电压，使得NPN型双极晶体管导通，从而形成一个低阻抗的通路，电流可以通过IGBT。
3. 饱和态：当IGBT导通后，如果继续增加栅极电压，会使得PNP型双极晶体管进入饱和态，此时IGBT的电压降低，电流几乎再也不变化，形成一个稳定的通路。
四、工作原理IGBT的工作原理可以分为四个阶段：关断、饱和、关断恢复和关断过程。
1. 关断阶段：当栅极电压低于阈值电压时，IGBT处于关断态，无法导通电流。
此时，栅极和发射极之间的电容会逐渐充电，直到达到阈值电压。
2. 饱和阶段：当栅极电压高于阈值电压时，IGBT进入导通态，形成一个低阻抗的通路，电流可以通过。
此时，栅极电压会保持在一个较低的水平，以维持IGBT的导通状态。
3. 关断恢复阶段：当控制信号使栅极电压降低到阈值以下时，IGBT开始进入关断恢复阶段。
在这个阶段，栅极和发射极之间的电容会逐渐放电，直到栅极电压降低到足够低的水平，使得IGBT彻底关断。
4. 关断过程：当IGBT彻底关断后，栅极电压会继续下降，直到达到一个负向的饱和电压。
IGBT知识，这次说明白了!
IGBT知识，这次说明⽩了!IGBT的基本原理IGBT的基本原理IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 绝缘栅双极晶体管)是⼀种少数载流⼦器件,具有输⼊阻抗⾼,电流承载能⼒强的特点.从电路设计者的⾓度来看,IGBT具有MOS器件的输⼊特性且有双极器件的电流输出能⼒,是⼀种电压控制型双极型器件.IGBT被发明的⽬的是为了综合功率MOSFET与BJT两种器件的优点.可以讲IGBT是功率MOSFET与BJT合⼆为⼀的化⾝.两者优点集中在⼀体从⽽能有优异的性能.IGBT适合于功率电路中的很多种应⽤,尤其是PWM驱动,三相驱动这些需要⾼动态控制与低噪⾳的应⽤场景.其他应⽤UPS,开关电源等等需要⾼开关频率的场景也适合使⽤IGBT.IGBT的特点是能提供⾼的动态性能,转换效率,同时具有低的可听到的噪⾳.它也适⽤于谐振模式的转换/逆变电路.有专门为低传导损耗与低开关损耗优化的IGBT器件.IGBT对于功率MOSFET与BJT的主要优点体现在如下⼏点:1.具有⾮常低的导通压降与优秀的导通电流密度.所以可以使⽤更⼩尺⼨的器件从⽽降低成本.2.因为栅极结构使⽤MOS管的同类设计,所以驱动功率⾮常⼩,驱动电路也很简单.与可控硅/BJT这些电流控制型器件来⽐,在⾼压与⾼电流应⽤场景,IGBT⾮常易于控制.3.与BJT相⽐具有更好的电流传导能⼒.在正向与反向隔离⽅⾯参数也更优秀.除了优点,IGBT也有它的不⾜之处:1.开关速度低于功率MOSFET,但是⾼于BJT.因为是少数载流⼦器件,集电极电流残余导致关断速度较慢.2.因为内部的PNPN型可控硅结构,有⼀定概率会锁死.IGBT的长处在于增强电压隔断的能⼒.⽐如说对于MOSFET,随着击穿电压的增加,导通电阻会增加⾮常快,原因在于为了提⾼击穿电压,漂移区的厚度与本⾝电阻必须增加.所以实践中,⼀般不会设计同时具有⾼电流承载能⼒与⾼击穿电压的MOSFET.⽽对于IGBT,因为在导通时有⾼度集中的注⼊少数载流⼦,漂移区的电阻⼤⼤减⼩.故此漂移区的正向压降仅仅与其厚度相关⽽与其本⾝的电阻相对独⽴.基本结构图1所⽰为使⽤DMOS⼯艺制作的典型的N通道的IGBT的简化原理图.此结构只是可能选⽤的多种结构之⼀.可以看出除了P+注⼊层,IGBT的硅交叉区与垂直功率MOSFET基本⼀样.在栅极区与N+源区的P阱,IGBT与MOSFET⼏乎没有区别.顶部的N+曾是S极或者发射极,底部的P+曾是D极或者集电极.如果在掺杂时使⽤相反的顺序,那么制作出来的就是P通道IGBT.IGBT因为NPNP的结构所以会有⼀个寄⽣的可控硅(thyristor).⼀般不希望此可控硅导通.图1 典型的N通道IGBT结构图某些IGBT在制造的时候没有加上N+缓冲层,被称为⾮穿型(NPT)IGBT.相对的有这个缓冲层的被称之为穿型(PT)IGBT.如果掺杂与此层厚度设计恰当,此层能⼤⼤提升整个器件的性能.尽管在外形上IGBT类似于MOSFET,但在实际⼯作中IGBT更加类似于BJT.这是因为P+的漏层(注⼊层)能将少数载流⼦注⼊N-漂移区从⽽导致的导通调制特性.图2 IGBT的等效电路从上述分析可以画出IGBT的等效电路图(图2).等效电路包含MOSFET,JFET,NPN与PNP三极管.PNP的集电极与NPN的基极相连.NPN的集电极通过JFET与PNP的基极相连.NPN与PNP代表了寄⽣的可控硅,这个可控硅会带来⼀个再⽣型的反馈回路.RB为NPN的BE结电阻,其作⽤是保证寄⽣可控硅不⾄于锁定从⽽保证IGBT不锁定.JFET代表的是任意相邻的两个IGBT之间的收缩电流.JFET在⼤多数电压范围存在,使得MOSFET保持在低压从⽽导致低的RDS(on)值.图3所⽰为IGBT的电路符号.三个极分别叫做集电极(C),栅极(G)与发射极(E).图3 IGBT的电路符号IXYS的产品同时包括NPT与PT型IGBT.两种类型的物理结构如图4所⽰.如前⽂所述,PT类型有⼀个额外的层.这个曾有两个主要功能:(i)避免因为因为⾼电压⽽导致的耗尽区扩展,从⽽避免了穿通型失效.(ii)因为P+集电区注⼊的空⽳部分在此层重新组合⽽减⼩了关断时的残余电流,从⽽缩短了关断的下降时间.NPT型的IGBT,具有同样的正向与反向击穿电压,适合于交流应⽤.PT型的IGBT,反向击穿电压低于正向击穿电压,适合于直流电路(因为直流电路中器件⽆须再反向承担电压).图4 NPT与PT型的IGBT结构表1:NPT与PT型的IGBT特性对⽐⼯作模式正向关断与导通模式如图1所⽰,当集电极-发射极加上正向电压且栅极与发射极短路,IGBT进⼊正向关断模式.此时J1与J3结正向偏置,J2反向偏置.J2两端的耗尽区部分地扩散⾄P基极与N漂移区.当将栅极与发射极之间的短路移除,并且对栅极加已⾜够的电压以使P基极区的硅反向,IGBT从正向关断模式转移⾄正向导通模式.此种模式下,N+发射极与N-漂移区之间形成⼀个导通通道.N+发射极的电⼦通过此通道流向N-漂移区.流向N-漂移区的电⼦使得N-漂移区的电位降低,⽽P+集电极/N-漂移区的结被正向偏置.从⽽⾼密度的少数载流⼦空⽳从P+集电极注⼊到N-漂移区.当注⼊的载流⼦密度远远⾼于背景密度时,在N-漂移区建⽴起被称作空⽳离⼦流条件的情形.此种空⽳离⼦流将电⼦从发射极吸引⾄发射极以维持局部电荷中和.如此在N-漂移区建⽴起某种空⽳与电⼦的分区集中.此种分区集中⼤⼤提⾼N-漂移区的导电性能.这种机制被称作N-漂移区的导通调制.反向关断模式当如图1所⽰在集电极与发射极之间加上负电压,J1反向偏置,其耗尽区扩散⾄N-漂移区.反向关断的击穿电压由P+集电极/N-漂移区/P基极所形成的开基极BJT决定.如果N-漂移区的掺杂不⾜,此器件将易于被击穿.要获得所需要的击穿电压,必须控制N-漂移区的电阻与厚度.要获取反向击穿电压与正向压降的具体参数,以下是计算N-漂移区的宽度公式:其中:LP: 少数载流⼦杂散长度Vm: 最⼤关断电压εo: ⾃由区的介电常数εs: 硅的介质常数q: 电荷ND: N漂移区的掺杂密度注意: ⼤多数应⽤中IGBT的反向关断⾮常罕见,⽽是⼀般使⽤反并⼆极管(FRED)输出特性图5所⽰为⼀个NPT-IGBT的正向输出特性图.这是⼀个曲线群,每条代表不同的栅极-发射极电压情况.集电极电流(IC)在VGE固定时为VCE的⼀个函数.图5 NPT-IGBT的I-V输出曲线需要注意的是0.7V的偏移电压.这是因为对于P+集电极的IGBT,会有⼀个额外的PN结.这个PN结使得IGBT的特性与MOSFET区分开来.传输特性传输特性指的是不同温度下,⽐如25度,125度,-40度时,ICE对于VGE变化的响应函数.如图6所⽰.给定温度下传输特性的梯度被称作该器件在该温度下的跨导(gfs).图6 IGBT的传输特性⼀般来说较低栅极电压下要获取⾼的电流能⼒,希望gfs的值⽐较⼤.通道与栅极的结构决定了gfs 的值.gfs与RDS(on)均由通道的长度来控制,⽽通道的长度由P基与N+发射极的扩散深度的差值来决定.传输特性曲线上的切线决定了器件的阈值/门限电压(VGE(th)).图7 某IGBT的跨导特性图7所⽰为某IGBT的跨导特性(IC-gfs).当集电极电流增加,gfs随之增加,但是随着集电极电流继续增加,gfs的增长曲线慢慢平缓.这是因为寄⽣MOSFET的饱和现象减缓了PNP三极管的基极的驱动电流的增加.开关特性IGBT的开关特性与MOSFET的开关特性⾮常相似.主要差别在于:由于N-漂移区会储存电荷会导致⼀个残余集电极电流.此残余电流增加了关断损耗也需要半桥电路中两个器件关断之间的死区时间相应增加.图8显⽰了开关特性的测试电路.图9显⽰了相应的开启与关断的电压电流波形.IXYS的IGBT产品在测试时使⽤15V到0V的栅极电压.为了降低开关损耗,建议在关断时给栅极加⼀个负电压(⽐如-15V).图8 开关特性测试电路IGBT的开关速度受限于寄⽣PNP三极管的基极的N-漂移区的少数载流⼦的⽣命周期.此区对于外部来讲是不可操作的,故此没有外部⼿段来增加移除此电荷的速度以提⾼开关速度.此电荷移除的唯⼀途径是在IGBT内部重新中和.此外增加N+缓冲区以收集少数载流⼦电荷能够增加此电荷的中和速度.图9 IGBT的开启关断电压电流波形Eon表⽰导通能量,是IC*VCE在从10%的ICE到90%的VCE区间的积分.导通能量的⼤⼩取决于续流⼆极管的反向恢复特性,所以如果IGBT当中包含续流⼆极管时⼀定要特别注意.Eoff表⽰关断能量,是IC*VCE在10%的VCE到90%的IC区间的积分.Eoff是IGBT的开关损耗的主要组成部分.锁死/锁定(Latch-up)在导通状态,IGBT内部电流⾛向如图10所⽰.从P+集电极注⼊N-漂移区的空⽳形成两个电流路径.空⽳中的⼀部分因为与MOSFET通道的电⼦中和⽽消失.其他部分的空⽳受电⼦的负电荷所吸引⾄反向层的附近,从外延穿过P层,在体欧姆电阻区形成压降.如果这个电压⾜够⼤,将正向偏置N+P 结,同时⼤量的电⼦从发射极注⼊⽽在寄⽣NPN三极管将被开启.如果这种现象发⽣寄⽣的NPN与PNP三极管将被同时导通,故此两个管⼦组成的可控硅将被锁定(Latch up),从⽽使整个IGBT发⽣锁定.⼀旦锁定发⽣,栅极电压将失去对集电极的电流的控制作⽤,此时唯⼀关闭IGBT的⽅法是强制电换向,就像真正的可控硅中的情形⼀样.图10 IGBT导通状态的电流流向如果此种锁定状态不能快速被终⽌,IGBT将因为过⼤的耗散功率⽽被烧毁.IGBT能通过的最⼤的不引起锁定的尖峰电流称之为(ICM).器件的数据⼿册中都会写明这个参数.超过此电流值,⾜够⼤的外围电压降就会激活可控硅从⽽导致锁定.安全⼯作区(Safe Operating Area,SOA)所谓的安全⼯作区是指的电流-电压两者围成的⼀个区间,此区间内器件能安全⼯作不⾄于被损坏.对于IGBT,此区间由最⼤的集电极-发射极电压VCE与集电极电流Ic定义,此区间内IGBT能安全运转不⾄被损坏.IGBT的安全⼯作区有如下类型:正向偏置安全⼯作区(FBSOA),反向偏置安全⼯作区(RBSOA)与短路安全⼯作区(SCSOA).正向偏置安全⼯作区(FBSOA)对于感性负载的应⽤来说,FBSOA是个重要的特性.由最⼤的集电极-发射极电压与饱和的集电极电流来决定.此种模式下,电⼦与空⽳通过漂移区移动,并维持⽐较⾼的集电极电压.漂移区的电⼦与空⽳的密度与当前电流密度的关系为:其中Vsat,n与Vsat,p分别为电⼦与空⽳的饱和漂移速度.漂移区的净正电荷为:此电荷决定了漂移区的电场分布.在稳态的正向关断条件下,漂移区的电荷等于ND.正向安全⼯作区间中,净电荷要远远⼤于ND,这是因为空⽳的密度远远⼤于电⼦流的密度.正向安全⼯作区的击穿电压为:反向偏置安全⼯作区(RBSOA)对于关断的瞬态分析来讲,RBSOA为重要的状态.能关断的电流限于IGBT的额定电流的两倍.⽐如某额定电流为1200A的IGBT能关断的最⼤电流为2400A.最⼤电流为关断时集电极与发射极之间尖峰电压的函数.VCE的峰值等于直流电压与LбdIC/dt的乘积.Lб为功率电路的杂散电感.RBSOA 下的最⼤电流IC与VCE的关系参见图11.图11 IGBT的反向安全⼯作区此模式下,栅极的偏置为0或者负电压,如此⼀来漂移区的电流仅仅通过空⽳来进⾏(N通道的IGBT).空⽳增加了漂移区的电荷,因此P基/N漂移区节点的电场增加了.此条件下空电荷区的净电荷为:其中Jc为集电极电流总和.RBSOA的雪崩电压为:短路安全⼯作区(SCSOA)对于⼯作在电机控制应⽤的器件,⼀个关键要求是能够在负载短路时安全关断.当电流超载,集电极的电流迅速上升直⾄器件能承受的极限.器件能在此条件下不⾄于损坏的条件就是能在控制电路检测到短路状态并关断器件之前将电流幅度限制在⼀个安全的级别.IGBT的集电极电流IC为栅极-发射极电压VGE与温度T的函数.图6所⽰的传输特性表明了给定VGE时最⼤的IC值.对于15V的VGE,其值限定为80A,⼤约是额定值的1.5倍.考虑到短路电流经常是额定电流的6-7倍,这个值算是⾮常⼩了.图12 SCSOA测试电路图12展⽰了⼀个SCSOA的测试电路.短路电感值决定了电路的⼯作模式.当此值为uH级别,电路⼯作模式类似于正常的感性负载开关.当IGBT开启,VCE降⾄饱和电压.IC以dIC/dt的速率增加,IGBT 逐渐饱和.当集电极电流⾼于2倍的额定电流时不允许关断操作,因为这样做是超出RBSOA的.如果短路发⽣,必须等待设备达到活跃⼯作区.必须在10us内关闭IGBT以免器件因为过热⽽损坏.。
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作 者 简 介 ： 文 倥 （ ３ 周 １６ 一 ９
） 男 ， 师 ． 讲
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・２ ０ ２ 年 第 ３ 卷 第 ２ ㈤２ ５ 期
Ｉ Ｔ 的最大 允许导 通时 间 ｔ ＧＢ
２ 通态 极 限 电流 的识 别
通 态 极 限 电 流 由 多 种 因 素 确 定 ． 文 从 能 量 损 耗 本
角度 出发 ， 究 大 电流 状 态下 １ Ｔ 阳极 电流 与 导通 研 ＧＢ 脉宽 关 系 ．
２ １ Ｉ Ｂ 过 流 允 许 时 间 ｔ 的 确 定 ． Ｇ Ｔ … Ｉ Ｔ 的 过 流 允 许 时 间 ｆ 是 指 在 Ｉ Ｂ 在 一 定 的 ＧＢ … Ｇ Ｔ
功 耗 过 大 而 损 坏 ．
由此 ， 索 由 于过 电 流 引起 Ｉ Ｂ 内部 损 坏机 理 进 而 探 Ｇ Ｔ 识别器 件失 效前 的极 限参数 很 有必要 ．本文在 破坏 性
实 验 的基 础上 ． 次 提 出 了过 电 流时 极 限 能 耗 Ｅ… 、 首 极 限 电 流 Ｊ ～ 及 极 限功 耗 ｎ 的 识 别 方 法 ．并 在 前 人 成 果 的 基 础 上 对 Ｉ Ｔ 的 失 效 机 理 进 行 了深 入 探 索 ． ＧＢ
不 同 的结 温 和 脉宽 等条 件 下 ， Ｔ 所 对 应 的通 态 极 Ｉ ＧＢ 限功耗值 Ｐ 是 不同 的 ．在图 Ｉ中 ， Ｂ点 构成 的曲线 即
为 Ｉ Ｂ 的放 大 工作 区与 临近 损 坏 区 的 分界 线 ． Ｂ Ｇ Ｔ 从
点 之后 Ｉ Ｔ 开 始进 入临近 损坏 工作 区 ， 到 ｃ 点 因 ＧＢ 直
取 Ｉ Ｔ的最 大通 态极 限功耗值 Ｐ ． ＧＢ
其 输 出特 性 是 有 所 不 同 的 ． １ ２ Ｉ Ｔ 的 通 态 极 限 功 耗 ． ＧＢ
Ｉ Ｔ 的输 出特性 上 每一 点都 是 在一 定单 脉 宽条 ＧＢ
件 下测取 的 ． 在 外 加 阳 极 电 压 不 变 的 情 况 下 电 流 时 Ｉ Ｔ 过 ＧＢ
提 出 了 Ｉ Ｔ 枉 限 电 流 与 极 限 功 耗 的 识 别 方 法 阐 明 了 固 过 电 流 和 过 损 耗 致 使 Ｉ ＧＢ ＧＢＴ 失 效 的
机理 ．
关键 词 ： 缘 门 极 晶 体 管 ： 限功 耗 １ 限 电 流 ； 别 ； 效 机 理 绝 掇 极 识 失
中 图 分 类 号 ： Ｎ３ ２ ｄ Ｔ ４￣ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ４ ３ ２ （ ０ ２ ０ ２ ９０ ０ ９ — １ ７ ２ ０ ） ２０ ３ — ４ ３
一
“ Ｖ ，
圈 １ Ｉ Ｔ输 出特 性 示 意 ＧＢ
Ｆｉ １ Ｉ ｇ ＧＢＴ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ｉｃｓ ｏｕ ｐｕｔｃｈ ｒ ｃ ｅ ￣ｆ
点均 是 在一 定栅 压 脉宽 条 件 下测 定 的 不 同 的脉 宽
利用 可 重复 的极 限功 耗 点 Ｂ点 即可 无破坏 地 测
周 文俊 ，刘 希 真 ，李 正 勤 ，张 立。
（．温 州 大 学 信 息科 学 与 工 程 学 院 ． 州 ３ ５ ２ ； 天 津大 学 自动 化 与 能 源 工 程 学 院 ， 津 ３０ ７ ） １ 温 ２０７ ２ 天 ０ ０ ２
摘
要 ： 完 了 １ Ｔ 在 过 电流 的状 态下 ， 态 输 出特 性 及 动 态 电流 和 电压 渡 形 的 变 化 规 律 ， 研 ＧＢ 静
在 Ｉ Ｔ 输 出特性 曲线 上 ， ＧＢ 其通 态 功耗 为 导通 时
Ｉ Ｂ 上 管 压 降 Ｕｃ 阳极 电 流 ＾ 乘 积 ．Ｇ Ｔ 的通 Ｇ Ｔ 与 的 ＩＢ
态极 限功 耗 ， 当 Ｉ Ｔ 的 管压 降 ｕｒ 与 阳极 电流 ， 即 ＧＢ 的 乘 积 达 到 最 大 值 时 所 对 应 的 功 耗 用 Ｐ 表 示 ． 可 每 只确定 的 Ｉ Ｔ在一 定条 件下所 能承 受的通 态 ＧＢ
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天津大学学报
第３卷 ５
．
第２ 期 ２ｏ 年 ３ ０２ 月
２ ０２ ０
Ｊ ＯＵＲＮＡｌ ＯＦ ＴＩ ＡＮＪＮ Ｕ ＮＩ Ｉ ＶＥＲＳＩ Ｙ Ｖｏ ３５ Ｎｏ．２ Ｍ ８ ． Ｔ １ ｒ
ＧＢ Ｔ极 限 电 流与 极 限功 耗 的 识 别 方 法
２ 世 纪 ９ 年代 后 期 ， ０ ０ 电力 电子器 件 的发 展 重 最 要 的是 绝 缘 门极 晶体 管 Ｉ Ｔ（ ｓ ｌｔｄｇ ｔ ｂｐ ｌｒ ＧＢ ｉ ｕａｅ ａｅ ｉｏａ ｎ
ｔ ｎ ｉ ｏ ） 现 了 高 频 化 、 功 率 化 以 及 清 除 了 擎 住 ｒ ｓ ｔｒ 实 ａ ｓ 大 效 应 ． 此 ， Ｔ 在 ５ ０ｋ 以 内 的 中 小 功 率 范 围 得 为 Ｉ ＧＢ ０ Ｗ 到 广 泛 应 用 ．在 实 际 应 用 中 ， 于 种 种 原 因 造 成 阳 极 由 电流过 大 ． 起 Ｉ Ｔ 失效 ， 仍 是 值得重 视 的问题 ． 引 ＧＢ 这
１ ＩＢ Ｇ Ｔ的 输 出 特 性
１ １ Ｉ Ｔ输 出特 性 ． ＧＢ 在 特定温 度下 ， Ｔ的输出特性 如 图 ｌ 示 ．由 Ｉ ＧＢ 所 此 可 知 ． Ｔ 的输 出特 性 分为 正 向阻 断 区、 和 区 、 Ｉ ＧＢ 饱 放大 区 、 近损坏 区和击 穿 区 ．分 别对 应 于 图 ｌ中的 临 区域 Ｉ、 Ｉ、 和 Ｖ．应 该 指 出， 出特性 上 的 每 Ｉ、 Ⅳ 输
极 限 功 耗 是 确 定 的 ， 输 出 特 性 上 用 Ｂ 点 表 示 ．但 在 在
的导通 电流 ， 是 随着脉 宽延长 而减 少 的 ， 此应先 确 为 定过 电流 时 Ｉ Ｔ 允许 的最大 导通 时 间 ｔ ， 过 电流 ＧＢ … 及
时 能耗极 限参数 Ｅ ．
收 稿 日期 ０ １０ — ９ ２ ０ — ７ ０