IGBT基础教程

合集下载

IGBT调速器培训资料1

IGBT斩波调速机车培训资料一IGBT1.IGBT简介1.1.元件符号及示意图：B（G）：栅级（控制极）C：集电极E：发射极IGBT示意图1.2.IGBT是由场效应晶体管与大功率晶体管相结合的全控功率开关元件，其开关频率高，驱动功率小，当栅极施加+15V时，器件即导通，施加0V或-15V时，器件即关断。

它是目前世界上最优秀的电力电子功率开关器件，广泛用于调速器和变频调速等大功率电力电子设备中。

2 IGBT好坏的判断2.1 首先将控制端g、e用铜线短接，用500型万用表欧姆档测量，黑表笔（电表内接电池正极）接C极，红表笔接E极，表针不动。

然后，黑、红表笔对调测量，表针偏转较大（用X1Ω档时，约10～20Ω），然后拆掉短接铜线，测量控制端，若正反向都不通，即初步判断IGBT正常。

(若g、e之间并联电阻和电容，则万用表显示的正反向电阻值为该电阻的实际阻值)。

2.2.用万用表X10K档（内接有9V电池）黑表笔接g，红表笔接e，即在控制端加正向电压，再将黑表笔移接C，此时万用表读数很小。

然后将红表笔接g，黑表笔接e，即在控制端加反向电压，再将黑表笔接C，红表笔接E，此时万用表读数为无穷大，则证明该IGBT控制特性正常。

否则，则不正常。

2.3 用万用表X10K档测试IGBT的g、c、e对底板的绝缘电阻，万用表指针应不动，即为无穷大时为正常。

否则，则不正常。

3 注意事项3.1 安装时务必使安装铝散热板平整，无毛刺；IGBT模块散热面平整、光滑，最好用细砂纸轻轻打磨，然后均匀涂上导热硅脂，紧固时应对角拧紧螺钉，确保其工作温度能有效地传到铝散热板上。

3.2 IGBT的C、E极紧固螺钉要带弹垫拧紧，使之与连接铜母线接触面尽量大。

3.3 IGBT驱动线出厂时均已连接好，请不要随意改动，g、e之间并联电阻应保持完好，固定螺丝应上胶，否则，IGBT通电时极易损坏。

3.4 更换IGBT时，应判断控制驱动盒是否正常，当控制驱动盒损坏，CN5、CN6始终输出高电平时，将继续损坏IGBT。

IGBT模块的安装、接线与保存

IGBT模块的安装、接线与保存IGBT模块的安装、接线与保存作者：微叶科技时间：2015-07-14 11:021.IGBT安装为了使接触热阻变小，推荐在散热器与IGBT模块的安装面之间涂敷散热绝缘混合剂。

涂敷散热绝缘混合剂时，在散热器或IGBT模块的金属基板面上涂敷。

如图1所示。

随着IGBT模块与散热器通过螺钉夹紧，散热绝缘混合剂就散开，使IGBT模块与散热器均一接触。

上图：两点安装型模块下图：一点安装型模块图1 散热绝缘混合剂的涂敷方法涂敷同等厚度的导热膏（特别是涂敷厚度较厚的情况下）可使无铜底板的模块比有铜底板散热的模块的发热更严重，最终引至模块的结温超出模块的安全工作的结温上限（Tj< 125℃或125℃）。

因为散热器表面不平整所引起的导热膏的厚度增加，会增大接触热阻，从而减慢热量的扩散速度。

IGBT模块安装时，螺钉的夹紧方法如图2所示。

另外，螺钉应以推荐的夹紧力矩范围予以夹紧。

如果该力矩不足，可能使接触热阻变大，或在工作中产生松动。

反之，如果力矩过大，可能引起外壳破坏。

将IGBT模块安装在由挤压模制作的散热器上时，IGBT模块的安装与散热器挤压方向平行，这是为了减小散热器变形的影响。

图2 螺钉的夹紧方法把模块焊接到PCB时，应注意焊接时间要短。

注意波形焊接机的溶剂干燥剂的用量，不要使用过量的溶剂。

模块不能冲洗。

用网版印刷技术在散热器表面印刷50μm的散热复合用螺钉把模块和PCB安装在散热器上。

在未上螺钉之前，轻微移动模块可以更好地分布散热膏。

安装螺钉时先用合适的力度固定两个螺钉，然后用推荐的力度旋紧螺钉。

在IGBT模块的端子上，将栅极驱动电路和控制电路锡焊时，一旦焊锡温度过高，可能发生外壳树脂材料熔化等不良情况。

一般性产品的端子耐热性试验条件：焊锡温度：260±5℃。

焊接时间：10±1s。

次数：1次。

IGBT模块安装中应注意的事项有：1)要在无电源时进行安装，装卸时应采用接地工作台，接地地面，接地腕带等防静电措施。

还搞不懂IGBT？一文详细解读IGBT结构和工作原理，几分钟搞定IGBT

还搞不懂IGBT？一文详细解读IGBT结构和工作原理，几分钟搞定IGBT大家好，我是李工，希望大家多多支持我。

（愉快的周末过去了）看到有人给我留言，说希望讲一下IGBT（绝缘栅双极型晶体管)，今天就讲一下IGBT，那位留言的朋友记得按时来看。

在实际应用中最流行和最常见的电子元器件是双极结型晶体管BJT 和 MOS管。

在之前的文章中我已经对BJT的工作原理和MOS管的工作原理以及结构应用有进行详细地说明，如果忘记了可以点击标题直接跳转。

mos管工作原理详解BJT工作原理详解IGBT实物图+电路符号图虽然说BJT 和MOS 管是最流行和最常见的元器件，但是在非常高电流的应用中有限制，这个时候 IGBT 就派上用场了。

你可以把 IGBT 看作 BJT 和 MOS 管的融合体，IGBT具有 BJT 的输入特性和 MOS 管的输出特性。

与BJT 或MOS管相比，绝缘栅双极型晶体管IGBT 的优势在于它提供了比标准双极型晶体管更大的功率增益，以及更高的工作电压和更低的 MOS 管输入损耗。

这篇文章将较为详细地讲解IGBT 内部构造，工作原理等基础知识。

希望能够让大家更了解 IGBT，也请大家多多指教。

什么是IGBT？IGBT 是绝缘栅双极晶体管的简称，是一种三端半导体开关器件，可用于多种电子设备中的高效快速开关。

IGBT 主要用于放大器，用于通过脉冲宽度调制 (PWM) 切换/处理复杂的波形。

就像我上面说的 IGBT 是 BJT 和 MOS管的融合，IGBT 的符号也代表相同。

你可以看到输入侧代表具有栅极端子的MOS管，输出侧代表具有集电极和发射极的 BJT。

集电极和发射极是导通端子，栅极是控制开关操作的控制端子。

IGBT的电路符号与等效电路图IGBT内部结构IGBT 有三个端子（集电极、发射极和栅极）都附有金属层。

然而，栅极端子上的金属材料具有二氧化硅层。

IGBT结构是一个四层半导体器件。

四层器件是通过组合PNP 和NPN 晶体管来实现的，它们构成了 PNPN 排列。

IGBT器件培训讲义

IGBT器件培训讲义
目录
一、IGBT概述; 二、IGBT器件分类; 三、IGBT主要电气参数和特性；四、IGBT器件选用；五、IGBT失效分析；六、业界发展趋势；
一、IGBT概述
1、IGBT定义
IGBT－绝缘栅双极性晶体管（Insolated Gate Bipolar Transistor），是80年代初为解决 MOSFET的高导通压降（难以兼顾高压和大电流特性）和GTR的工作频率低、驱动功耗大等不足而出现的双机理复合器件（Double Mechanism Device）。
饱和压降较低
稍高
工作频率安全工作区
较低，较窄，高
20KHZ以温稳定性
下
差
较高
较宽，高温稳定性好
FSNPT
(LPT, SPT类似）
与NPT类似，低于雪崩击增加扩散一穿电压 N+缓冲层
（其浓度低于PT中的缓冲层）
较低
较低，较高 2V以下
较宽，高温稳定性好
二、IGBT分类
不推荐使用不同厂家的产品并联使用，这样可以基本排除交流参数对均流的不良影响。
四、IGBT选用
（2）典型电路推荐（具体细节可参阅相关资料）栅：电阻分离
Re限制发射极回路环流且阻尼振荡
100V1A肖特基二极管：平衡短路条件下的发射极压降
四、IGBT选用
（3）注意反并二极管温度系数的影响
三、IGBT主要电气参数和特性
11、温态热阻参数
热阻
IGBT瞬态热阻（二极管芯片也有一个类似的结壳瞬态热阻曲线）
三、IGBT主要电气参数和特性
12、绝缘耐压和机械参数
绝缘耐压：

IGBT基本原理ppt课件

因强制换流关断使控制电路非常复杂, 限制了它的应用。
GTO、 GTR
它们都是自关断器件,开关速度比 SCR 高, 控制电路也得到了简化。目前的 GTO 和 GTR 的水平分别达到了 6000V /6000A、1000V / 400A。但是, GTO 的开关速度还是较低,GTR 存在二次击穿和不易并联问题。另外, 它们共同存在驱动电流大、功耗损失大的问题。
;.
3
1.IGBT定义
IGBT，绝缘栅双极晶体管(Insolated Gat Bipolar Transistor,IGBT)，它是由BJT（双极性三极管）和
MOSFET（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
电力半导体器分类不可控器件:不能用控制信号来控制其通断,因此不需要驱动电路,此类器件只有整流作用,包括普通功
绝缘栅型场效应管（IGFET）：栅极-源极，栅极-漏极之间采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。又因栅极为金属铝，所以又称为金属氧化物半导体场效应管，也就是MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）
;.
5
1.IGBT 简化等效电路
制换流关断控制电路简抗高、控制功
使控制电路化。但它们率小、驱动电
非常复杂
共同存在驱路简单，但是
动电流大、导通电阻大，
功耗损失
不耐高压
;.
7
历史产品比较产品
特点
SCR
功率容量大, 目前的水平已达到7000V / 8000A。但缺点是开关速度低, 关断不可控、
率二极管、快恢复二极管和、肖特基二极管。半控型器件:控制导通不能控制关断。它包括普通晶闸管及其派生的特殊器件,如逆导晶闸管等。全控型器件:控制其导通、关断,又称为自关断器件。例：双极型功率晶体管、功率场效应晶体管、

IGBT基本参数详解讲解

第一部分IGBT模块静态参数1，：集射极阻断电压在可使用的结温范围内，栅极和发射极短路状况下，集射极最高电压。

手册里一般为25℃下的数据，随着结温的降低，会逐渐降低。

由于模块内外部的杂散电感，IGBT在关断时最容易超过限值。

2，：最大允许功耗在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，为结温，为环境温度。

二极管的最大功耗可以用同样的公式获得。

在这里，顺便解释下这几个热阻，结到壳的热阻抗，乘以发热量获得结与壳的温差；芯片热源到周围空气的总热阻抗，乘以发热量获得器件温升；芯片结与PCB间的热阻抗，乘以单板散热量获得与单板的温差。

3，集电极直流电流在可以使用的结温范围流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。

所以给出一个额定电流，必须给出对应的结和外壳的温度。

)4，可重复的集电极峰值电流规定的脉冲条件下，可重复的集电极峰值电流。

5，RBSOA，反偏安全工作区IGBT关断时的安全工作条件。

如果工作期间的最大结温不被超过，IGBT在规定的阻断电压下可以驱使两倍的额定电流。

6，短路电流短路时间不超过10us。

请注意，在双脉冲测试中，上管GE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。

7，集射极导通饱和电压在额定电流条件下给出，Infineon的IGBT都具有正温度效应，适宜于并联。

随集电极电流增加而增加，随着增加而减小。

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。

第二部分IGBT模块动态参数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，该电阻值常被当成总的驱动电阻的一部分计算IGBT驱动器的峰值电流能力。

2，外部栅极电阻数据手册中往往给出的是最小推荐值，可以通过以下电路实现不同的和。

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）。

IGBT的基础知识－－IGBT的基本结构，参数选择，使用注意事项

IGBT的基础知识－－IGBT的基本结构，参数选择，使用注意事项IGBT的基础知识－－IGBT的基本结构，参数选择，使用注意事项1.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模块：技术、驱动和应用课件：基本电路与应用实例

DC-AC逆变器
相对于两电平逆变器，三电平逆变器有许多优点损耗降低输出滤波器更小输出电压或电流的失真度降低电磁兼容（EMC）性能得到提升系统成本降低
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
DC-AC逆变器
三电平模块/三电平桥臂
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
简介
换流：在变换器的运行期间（通常）电流周期性的从一个
半导体开关换流到另一个半导体开关。这个过程被称为电流换流或换流。
外部换流内部换流
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
主动前端：IGBT 辅助主动开关
AC-DC整流器和制动斩波器
启动时：每个辅助开关分别与相对应的开关VT1、VT3和VT5共发射极串联连接，通过PWM控制给直流母线充电，这样就可以限制电力半导体器件的电流。
正常工作：辅助开关开通（引入额外通态损耗，提高驱动电压）
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
制动斩波器消耗再生制动能量
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
AC-DC整流器和制动斩波器
主动前端：SCR
不需要制动电阻再生的能量反馈到电网
需要有源逆变单元机构和控制复杂存在换流失败的可能
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
U out

新能源汽车核心部件--电控IGBT模块入门详解,从小白到精通

根据乘联会数据，2022年6月新能源车国内零售渗透率27.4%，并且2022年6月29日欧盟对外宣布，欧盟27个成员国已经初步达成一致，欧洲将于2035年禁售燃油车。

市场越来越景气，同时国内近期新发布的新能源车型也百花齐放。

不论是普通消费者、新能源汽车产业相关从业者，还是一二级市场投资人，也逐渐深入关注研究新能源车的一些核心部件，尤其是功率器件IGBT模块，今天小编就用问答的形式给大家展开讲讲，希望能够用比较通俗的解释帮助到大家。

电驱系统和IGBT模块的作用要弄明白IGBT模块，就要先了解新能源汽车的电驱系统，先用一句话概括电驱系统如何工作：在驾驶新能源汽车时，电机控制器把动力电池放出的直流电（DC）变为交流电（AC）（这个过程即逆变），让驱动电机工作，电机将电能转换成机械能，再通过传动系统（主要是减速器）让汽车的轮子跑起来。

反过来，把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。

1、什么是“三电系统”和“电驱系统”？三电系统，即动力电池（简称电池）、驱动电机（简称电机）、电机控制器（简称电控），也被人们成为三大件，加起来约占新能源车总成本的70%以上，是决定整车运动性能核心的组件。

电驱系统，我们一般简单把电机、电控、减速器，合称为电驱系统。

但严格定义上讲，根据进精电动招股说明书，电驱动系统包括三大总成：驱动电机总成（将动力电池的电能转化为旋转的机械能，是输出动力的来源）、控制器总成（基于功率半导体的硬件及软件设计，对驱动电机的工作状态进行实时控制，并持续丰富其他控制功能）、传动总成（通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩，以保证电驱动系统持续运行在高效区间）。

图：电驱系统示意图图片来源：进精电动招股说明书2、什么是“多合一电驱系统”？一开始电机、电控、减速器都是各自独立的零部件，但随着技术的进步，我们把这三个部分集合在一起做成一个部件，就变成了“三合一电驱”。

集成的目的主要是节省空间、降低重量、提升性能、降低成本。

简单启动igbt方法

简单启动igbt方法IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率半导体器件，具有高速开关特性和大功率承载能力，被广泛应用于电力电子和工业控制系统中。

在实际应用中，正确启动IGBT 是确保其正常工作的关键。

本文将介绍一种简单有效的IGBT 启动方法，以保证其稳定可靠运行。

步骤一：检查电源在启动IGBT 前，需要确保电源电压稳定。

检查电源的电压和频率是否符合IGBT 的工作要求。

如果电源电压波动较大，建议在IGBT 电源输入端添加适当的电源滤波电路，以保证稳定的工作电压。

步骤二：确认保护电路IGBT 启动时，需要确认保护电路的正常工作。

保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护等。

这些保护电路的作用是在IGBT 出现异常情况时及时切断电源，以防止损坏。

确保保护电路正常运行，可以保证IGBT 的安全使用。

步骤三：接地测试IGBT 启动前需要进行接地测试，以确保系统中的接地良好。

接地良好能够减小电磁干扰、提高系统的稳定性。

将测试仪连接到IGBT 的接地和大地之间，测量接地电阻。

如果接地电阻超过规定值，应该及时处理，确保接地良好。

步骤四：防护措施在IGBT 启动时，需要采取一些防护措施，以降低故障发生的可能性。

其中，保证IGBT 芯片的温度正常运行是非常重要的。

可以通过增加散热器的散热面积、使用风扇进行强制风冷等方式来降低IGBT 芯片的温度。

步骤五：逐渐上升驱动电压IGBT 启动时，为了保护其芯片不受到过高的电压冲击，可以采取逐渐上升驱动电压的方式。

启动时，初始驱动电压应较低，逐步增加。

这样可以有效降低IGBT 的开启过程中的损耗，并保证其正常工作。

步骤六：观察工作情况启动后，需要观察IGBT 的工作情况，包括电流、温度等参数的监测。

如果出现异常，应及时停止运行，并检查相关设备、电路的连接是否正确。

同时，还需检查IGBT 的驱动电路，确保信号传输正常。

结语以上是一种简单有效的IGBT 启动方法。

《IGBT培训讲稿》课件

软件控制方法
利用软件算法和控制器，通过调节IGBT的电流和电压来实现精确的控制。
控制保护方法
为了保护IGBT和电路系统，需要采取适当的控制和保护方法，如过流和过温保护。
IGBT的应用案例
应用案例介绍
了解一些典型的IGBT应用案例，如电力电子和汽车电子领域中的应用。
电力电子领域的应用案例
结构
IGBT的结构由N沟道MOSFET和 PNP型二极管串联组成，共用N 沟道。
工作原理
IGBT的工作原理是通过控制输入电压和电流来控制输出功率的放大和开关过程。
主要参数的含义
了解IGBT的主要参数，如最大耗散功率、漏气电流和导通电压降等，有助于正确应用和选择。
IGBT的主要特性及电路模型
IGBT在电力变频器、风能发电和智能电网等领域起着重要作用。
汽车电子领域的应用案例
IGBT在混合动力车辆、电动车和车载充电设备中发挥关键作用。
总结
优点和缺点
IGBT具有很多优点，但也存在一些缺点，深入理解这些可以更好地应用和优化。
对现代工业的影响
IGBT已经在现代工业中发挥着重要的作用，推动了工业自动化和能源效率的提升。
未来发展趋势
随着技术的进步，IGBT将继续发展，应用领域将更加广泛，性能将更加优化。
参考文献
相关技术文献
深入研究IGBT相关技术的文献，包括技术手册、应用指南和研究论文。
相关学术期刊
阅读权威的学术期刊，了解最新的IGBT研究成果和应用案例。
相关专业书籍
推荐一些权威的专业书籍，提供更多关于IGBT的详细知识和实践经验。
IGBT是什么
介绍
IGBT是一种高性能功率半导体器件，它结合了MOS管的输入特性和BJT的功率放大特性。

IGBT选型

www.powersystems.eetchina .comIGBT 基础教程基础教程：：第一部分第一部分---------选型选型选型((中)作者：Jonathan DodgeP.E., Senior Applications EngineerJohn HessVice President, MarketingMicrosemi's Advanced Power Technology传导传导损耗损耗损耗对于给定的开关速度，NPT 技术通常比PT 技术具有较高的VCE(on)。

这种差异被进一步放大，因为NPT 的VCE(on)随着温度的升高而升高（正温度系数），而PT 的VCE(on)随温度的升高而降低（负温度系数）。

然而，对于任何的IGBT，无论是PT 或NPT，开关损耗都是以VCE(on)作为代价的。

更高速度的IGBT 具有较高的VCE(on);较低速度的IGBT 具有较低的VCE(on)。

事实上，它可能是一个非常快的PT 装置拥有较高的VCE(on)，相反，NPT 装置的开关速度则较慢。

开关损耗开关损耗对于给定的VCE(on)，PT IGBTs 具有较高的高速开关功能与更低的总开关能量。

这是由于较高的增益和少子寿命减少，少子寿命减少结束了长尾电流。

坚固耐用坚固耐用NPT IGBTs 通常是额定短路（short circuit rated）而PT 器件往往不是，NPT IGBTs 比PT IGBTs 可以吸收更多的雪崩能量。

NPT 技术更坚固耐用，原因是更宽广的基极和PNP 双极型晶体管的低增益。

这是NPT 技术的主要优势，通过权衡开关速度而获得。

要使PT IGBT 的VCES 大于600伏是很困难的，而利用NPT 的技术就很容易做到。

先进的电力技术也提供了一系列非常快的1200伏PT IGBTs，如功率MOS 7ýý'IGBT 系列。

温度的影响温度的影响对于所有PT 和NPT IGBTs，开启时的开关速度和损耗几乎不受温度的影响。

IGBT基础教程-选型(上)(中英)

IGBT基础教程：第一部分---选型(上)作者：Jonathan Dodge P.E., Senior Applications Engineer John HessVice President, Marketing Microsemi's Advanced Power Technology绝缘栅双极晶体管（IGBT）将MOS栅极易驱动性和低传导损耗结合在一起，并正在迅速取代功率双极晶体管作为高电流和高电压应用设备的选择。

艰难的在开关速度和导通损耗之间权衡，这种境况现在正被很好的转变，IGBT正在蚕食高频率，高效率的功率MOSFET领地。

事实上，行业的趋势是在除了非常低电流的应用以外，用IGBT取代功率MOSFET。

第1部分可以帮助您了解权衡与选择IGBT器件，并且相对容易的概述IGBT技术及应用。

第2部分提供了一个例子详细的介绍了IGBT的资料信息。

如何选择IGBT本节是有意摆在技术讲解之前的。

回答下列的重要问题，将有助于为特定的应用选择适当的IGBT。

非穿通（NPT）和穿通(PT)器件之间的差异，以及术语和图表将稍后解释。

1. 什么是工作电压？IGBT的关断电压最高应不超过VCES的80%。

2. 这是硬或软开关？PT器件更适合于软开关，因其可以减少尾电流，但是，NPT器件将一直工作。

3.流过IGBT的电流都有什么？首先用简短的语言对用到的电流做一个大致的介绍。

对于硬开关应用，频率—电流图很有用，可帮助确定器件是否适合应用。

在应用时需要考虑到数据表由于测试条件不同而存在的差异，如何做到这一点稍后将有一个例子。

对于软开关应用，可从IC2开始着手。

4.什么是理想的开关速度？如果答案是“更高，更好”，那么PT器件是最好的选择。

同样，使用频率—电流图可以帮助选择硬开关应用的器件。

5.短路承受能力必要吗？对于应用如马达驱动器，答案是肯定的，而且开关频率也往往是相对较低。

这时将需要NPT器件。

开关电源往往不需要短路耐受力。

详细IGBT的开通过程（IGBT结构及工作原理）（转）

详细IGBT的开通过程（IGBT结构及工作原理）（转）一开始我们简单介绍过IGBT的基本结构和工作原理，不同的行业对使用IGBT时，对于其深入的程度可能不一样，但是作为一个开关器件，开通和关断的过程，我觉得有必要了解一下。

随着载流子寿命控制等技术的应用， IGBT关断损耗得到了明显改善; 此外，大功率IGBT 器件内部续流二极管的反向恢复过程，极大地增加了IGBT 的开通损耗，因此，IGBT的开通过程越来越引起重视。

分析IGBT 在不同工况条件下的开关波形，对器件华北电力大学学报2017 的开通损耗、可能承受的电气应力、电磁干扰噪声等进行评估，为驱动电路进行优化提供指导，从而改善IGBT 的开通特性。

由于实际运用中，我们遇到的大多负载都属于感性负载，所以今天我们就基于感性负载的情况下聊聊IGBT的开通过程，从IGBT 阻断状态下的空间电荷分布开始分析，研究了IGBT 输入电容随栅极电压变化的关系，揭示了栅极电压密勒平台形成的机理，分析了驱动电阻对栅极电压波形的影响。

研究了IGBT 集电极电流的上升特点; 分析了IGBT 集射极电压的下降特点，揭示了回路杂散电感对集射极电压的影响规律。

02IGBT的基本结构前面我们也简单的讲过了IGBT的基本结构，IGBT是由双极型功率晶体管(高耐压、大容量)和MOSFET(高开关速度)构成，所以IGBT 具有了两种器件的特性，高耐压、大电流、高开关速度。

上图是IGBT芯片的横向截面图，图中的P 和N 表示集电区和源区为重掺杂，N-表示基区掺杂浓度较低。

IGBT和MOSFET一样，在门极上外加正向电压即可导通，但由于通过在漏极上追加了P 层，使得在导通状态下，P 层向N基极注入空穴，从而引发了传导性能的转变，因此，IGBT和MOSFET相比，可以得到极低的通态电阻，也就是IGBT拥有较低的通态压降。

由图1(a)可知，单个IGBT元胞内包括一个MOSFET，一个PNP 晶体管和一个NPN 晶体管。

IGBT电路工作演示稿解析

特征。饱和时，集电极、放射极间的管压降
uCE很小，相当于开关接通，这时尽管电流很
大，但损耗并不大。GTR刚进入饱和时为临
界饱和，如iB连续增加，则为过饱和，用作开
关时，应工作在深度饱和状态，这有利于降
低uCE和减小导通时的损耗。
临界区
动态分析开关状态
❖ 由于结电容和过剩载流子的存在，其集电极电路的变化总是之后于基极电流的变化。
IGBT驱动电路
电路分析
❖ 整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心局部是芯片HCPL-316J，其中由把握器(DSPTMS320F2812)产生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL316J，同时HCPL-316J产生的IGBT故障信号FAULT*给把握器。同时在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流力气，匹配IGBT驱动要求。当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电寻常，推挽电路上管(T1)导通，下管(T2)截止，三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上，IGBT VCE为15V，IGBT导通。当 HCPL-316J输出端VOUT输出为低电寻常，上管(T1)截止，下管(T1)导通，VCE为-9V，IGBT关断。以上就是IGBT的开通关断过程。
模块的驱动电路
智能型器件IPM
❖ IPM是IGBT智能化功率模块，它将IGBT芯片、驱动电路、疼惜电路和箝位电路等封装在一个模块内，不但便于而且大大有利于装置的小型化、高频化。
❖ IPM的电路图下所示： ❖ 这是个有两个IGBT组成的桥段，集射极间并
有续流二极管。
接 CPU 口
电路
IPM
IGBT的动态特性

igbt的使用方法

igbt的使用方法igbt的使用方法IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，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功率半导体器件，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。

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模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS 不间断电源等设备上；IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见；IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的CPU，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

IGBT原理方法IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET 的自然进化。

由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS （on）数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。

虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了RDS（on）特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。

较低的压降，转换成一个低VCE （sat）的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。

电子元器件系列知识—IGBT

电子元器件系列知识—IGBT一、IGBT 驱动1 驱动电压的选择IGBT 模块GE 间驱动电压可由不同地驱动电路产生。

典型的驱动电路如图1所示。

图1 IGBT 驱动电路示意图Q1，Q2为驱动功率推挽放大，通过光耦隔离后的信号需通过Q1，Q2推挽放大。

选择Q1，Q2其耐压需大于50V 。

选择驱动电路时，需考虑几个因素。

由于IGBT 输入电容较MOSFET 大，因此IGBT 关断时，最好加一个负偏电压，且负偏电压比MOSFET 大，IGBT 负偏电压最好在-5V~-10V 之内；开通时，驱动电压最佳值为15V 10％,15V 的驱动电压足够使IGBT 处于充分饱和，这时通态压降也比较低，同时又能有效地限制短路电流值和因此产生的应力。

若驱动电压低于12V ，则IGBT 通态损耗较大，IGBT 处于欠压驱动状态；若GE V >20V ，则难以实现电流的过流、短路保护，影响IGBT 可靠工作。

2 栅极驱动功率的计算由于IGBT 是电压驱动型器件，需要的驱动功率值比较小，一般情况下可以不考虑驱动功率问题。

但对于大功率IGBT ，或要求并联运行的IGBT 则需要考虑驱动功率。

IGBT 栅极驱动功率受到驱动电压即开通)(ON GE V 和关断)(off GE V 电压，栅极总电荷G Q 和开关f 的影响。

栅极驱动电源的平均功率AV P 计算公式为：AV P =（)(ON GE V +)(off GE V ）*G Q *f对一般情况)(ON GE V =15V ，)(off GE V =10V ，则AV P 简化为：AV P =25*G Q *f 。

f 为IGBT 开关频率。

栅极峰值电流GP I 为：GP I =[)(ON GE V -（-)(off GE V ）]/g R = ()(ON GE V +)(off GE V )/g R注意：g R 应为内部和外部驱动电阻之和，EUPEC 部分IGBT 模块内部封有驱动电阻。

igbt课件

igbt课件IGBT课件IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种集大功率MOSFET和双极型晶体管优点于一身的功率半导体器件。

它在现代电力电子设备中得到广泛应用，如变频器、电动车控制器、电力传输系统等。

IGBT课件是一种教学资料，用于介绍和讲解IGBT的原理、结构、特性以及应用等方面的知识。

本文将从多个角度对IGBT课件进行探讨，帮助读者更好地了解和应用这一重要的电子器件。

一、IGBT的原理和结构IGBT是一种三端器件，由NPN型双极型晶体管和P型MOSFET组成。

它的工作原理是通过控制栅极电压来控制电流的导通和截止。

在导通状态下，IGBT具有低电压降和高电流承载能力；在截止状态下，它具有高电压隔离能力。

IGBT的结构复杂，包括N型衬底、P型基区、N型漏极、P型栅极等部分。

通过精心设计和优化这些结构，可以实现IGBT的高效率和可靠性。

二、IGBT的特性和优势IGBT具有许多独特的特性和优势，使其成为现代功率电子领域中的主要选择。

首先，IGBT具有高开关速度和低开关损耗，可以实现高频率的开关操作。

其次，IGBT的导通压降较低，可以减少能量损耗和发热。

此外，IGBT还具有较高的电流承载能力和较高的工作温度范围，适用于各种恶劣环境条件下的工作。

这些特性和优势使得IGBT在电力电子应用中得到广泛应用。

三、IGBT的应用领域IGBT在各个领域中都有广泛的应用。

在工业领域，IGBT被用于变频器、电机驱动器、电力传输系统等设备中，用于实现电能的高效转换和控制。

在交通领域，IGBT被应用于电动车控制器、高速列车牵引系统等，提高了交通工具的能效和可靠性。

此外，IGBT还被用于太阳能和风能发电系统中，实现可再生能源的高效利用。

IGBT的应用领域还在不断拓展，为各个行业带来了巨大的发展潜力。

四、IGBT课件的教学意义IGBT课件是一种教学资料，用于向学生介绍和讲解IGBT的相关知识。