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IGBT�
閱讀�4567�(shí)間:2016-07-02 15:18:53

  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�(yīng)�)組成的復(fù)合全控型電壓�(qū)�(dòng)式功率半�(dǎo)體器�, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低�(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)�(diǎn)。GTR飽和壓降�,載流密度大,但�(qū)�(dòng)電流較大;MOSFET�(qū)�(dòng)功率很小,開�(guān)速度�,但�(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的�(yōu)�(diǎn),驅(qū)�(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓�600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電�(jī)�變頻�、開�(guān)電源、照明電路、牽引傳�(dòng)等領(lǐng)��
  IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)�;封裝后的IGBT模塊直接�(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電�等設(shè)備上�
  IGBT模塊具有節(jié)�、安裝維修方�、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn);當(dāng)前市場上銷售的多為此類模塊化�(chǎn)�,一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推�(jìn),此類產(chǎn)品在市場上將越來越多��
  IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷追Q電力電子裝置的“CPU�,作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)�(yè),在軌道交�、智能電�(wǎng)、航空航�、電�(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極��

�(jié)�(gòu)

  左邊所示為一�(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)�(gòu)� N+區(qū)稱為源區(qū),附于其上的電極稱為源極(即�(fā)射極E�。N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū),附于其上的電極稱為柵極(即門極G�。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)(包括P+和P-區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱為亞溝道區(qū)(Subchannel region�。而在漏區(qū)另一�(cè)的P+區(qū)稱為漏注�?yún)^(qū)(Drain injector),它是IGBT特有的功能區(qū),與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,起發(fā)射極的作�,向漏極注入空穴,�(jìn)行導(dǎo)電調(diào)�,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極(即集電極C��
  IGBT的開�(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝�,給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電�,使IGBT�(dǎo)�。反�,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT�(guān)斷。IGBT的驅(qū)�(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特�。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對(duì)N-層�(jìn)行電�(dǎo)�(diào)制,減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓�(shí),也具有低的通態(tài)電壓�

工作特�

  靜態(tài)特�
  IGBT 的靜�(tài)特性主要有伏安特�、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特��
  IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量�(shí),漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲�。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的控�,Ugs 越高� Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似.也可分為飽和區(qū)1 、放大區(qū)2 和擊穿特�3 部分。在截止?fàn)顟B(tài)下的IGBT ,正向電壓由J2 �(jié)承擔(dān),反向電壓由J1�(jié)承擔(dān)。如果無N+緩沖區(qū),則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平,加入N+緩沖區(qū)�,反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平,因此限制了IGBT 的某些應(yīng)用范��
  IGBT 的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的關(guān)系曲�。它與MOSFET 的轉(zhuǎn)移特性相�,當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) �(shí),IGBT 處于�(guān)斷狀�(tài)。在IGBT �(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍�(nèi)� Id 與Ugs呈線性關(guān)�。柵源電壓受漏極電流限制,其值一般取�15V左右�
  IGBT 的開�(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)�。IGBT 處于�(dǎo)通態(tài)�(shí),由于它的PNP 晶體管為寬基區(qū)晶體�,所以其B 值極�。盡管等效電路為�(dá)林頓�(jié)�(gòu),但流過MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的主要部分。此�(shí),通態(tài)電壓Uds(on) 可用下式表示::
  Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh
  式中Uj1 —� JI �(jié)的正向電�,其值為0.7 �1V ;Udr ——擴(kuò)展電阻Rdr 上的壓降;Roh ——溝道電��
  通態(tài)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(qū)存在電導(dǎo)�(diào)制效�(yīng),所以IGBT 的通態(tài)壓降小,耐壓1000V的IGBT 通態(tài)壓降�2 � 3V 。IGBT 處于斷態(tài)�(shí),只有很小的泄漏電流存在�
  �(dòng)�(tài)特�
  IGBT 在開通過程中,大部分�(shí)間是作為MOSFET 來運(yùn)行的,只是在漏源電壓Uds 下降過程后期� PNP 晶體管由放大區(qū)至飽�,又增加了一段延遲時(shí)�。td(on) 為開通延遲時(shí)�,tri 為電流上升時(shí)�。實(shí)際應(yīng)用中常給出的漏極電流開通時(shí)間ton 即為td (on) tri 之和,漏源電壓的下降�(shí)間由tfe1 和tfe2 組成�
  IGBT的觸�(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負(fù)向電�,柵極電壓可由不同的�(qū)�(dòng)電路�(chǎn)生。當(dāng)選擇這些�(qū)�(dòng)電路�(shí),必須基于以下的參數(shù)來�(jìn)行:器件�(guān)斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情�。因?yàn)镮GBT柵極- �(fā)射極阻抗�,故可使用MOSFET�(qū)�(dòng)技�(shù)�(jìn)行觸�(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關(guān)斷偏壓應(yīng)該比許多MOSFET�(qū)�(dòng)電路提供的偏壓更��
  IGBT在關(guān)斷過程中,漏極電流的波形�?yōu)閮啥?。因?yàn)镸OSFET�(guān)斷后,PNP晶體管的存儲(chǔ)電荷難以迅速消�,造成漏極電流較長的尾部時(shí)�,td(off)為關(guān)斷延遲時(shí)�,trv為電壓Uds(f)的上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降�(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成,而漏極電流的�(guān)斷時(shí)�
  t(off)=td(off)+trv十t(f)
  式中:td(off)與trv之和又稱為存�(chǔ)�(shí)��
  IGBT的開�(guān)速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來減少關(guān)斷時(shí)�,但�(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增�。IGBT的開啟電壓約3�4V,和MOSFET相當(dāng)。IGBT�(dǎo)通時(shí)的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降��
  正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限,遠(yuǎn)�(yuǎn)不能滿足電力電子�(yīng)用技�(shù)�(fā)展的需�;高壓領(lǐng)域的許多�(yīng)用中,要求器件的電壓等級(jí)�(dá)�10KV以上,目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技�(shù)來實(shí)�(xiàn)高壓�(yīng)�。國外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出�8KV的IGBT器件,德國的EUPEC生產(chǎn)�6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得�(shí)際應(yīng)�,日本東芝也已涉足該�(lǐng)域。與此同�(shí),各大半�(dǎo)體生�(chǎn)廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高�、低飽和壓降、高可靠�、低成本技�(shù),主要采�1um以下制作工藝,研制開�(fā)取得一些新�(jìn)展�2013�9�12� 我國自主研發(fā)的高壓大功率3300V/50A IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)芯片及由此芯片封裝的大功率1200A/3300V IGBT模塊通過專家鑒定,中國自此有了完全自主的IGBT“中國芯��

原理

  方法
  IGBT是將�(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然�(jìn)�。由于實(shí)�(xiàn)一�(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一�(gè)源漏通道,而這�(gè)通道卻具有很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)�(shù)值高的特�,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn)。雖然一代功率MOSFET 器件大幅度改�(jìn)了RDS(on)特�,但是在高電平時(shí),功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT 技�(shù)高出很多。較低的壓降,轉(zhuǎn)換成一�(gè)低VCE(sat)的能�,以及IGBT的結(jié)�(gòu),同一�(gè)�(biāo)�(zhǔn)雙極器件相比,可支持更高電流密度,并簡化IGBT�(qū)�(dòng)器的原理��
  �(dǎo)�
  IGBT硅片的結(jié)�(gòu)與功率MOSFET 的結(jié)�(gòu)十分相似,主要差異是IGBT增加了P+ 基片和一�(gè)N+ 緩沖�(NPT-非穿�-IGBT技�(shù)沒有增加這�(gè)部分)。如等效電路圖所�(�1),其中一�(gè)MOSFET�(qū)�(dòng)兩�(gè)雙極器件?;膽?yīng)用在管體的P+� N+ 區(qū)之間�(chuàng)建了一�(gè)J1�(jié)� �(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)�(shí),一�(gè)N溝道形成,同�(shí)出現(xiàn)一�(gè)電子�,并完全按照功率 MOSFET的方式產(chǎn)生一股電�。如果這�(gè)電子流產(chǎn)生的電壓�0.7V范圍�(nèi),那�,J1將處于正向偏�,一些空穴注入N-區(qū)�(nèi),并�(diào)整陰陽極之間的電阻率,這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損�,并啟動(dòng)了第二�(gè)電荷�。的�(jié)果是,在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時(shí)出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€(gè)電子�(MOSFET 電流)� 一�(gè)空穴電流(雙極)�
  �(guān)�
  �(dāng)在柵極施加一�(gè)�(fù)偏壓或柵壓低于門限值時(shí),溝道被禁止,沒有空穴注入N-區(qū)�(nèi)。在任何情況下,如果MOSFET電流在開�(guān)階段迅速下�,集電極電流則逐漸降低,這是�?yàn)閾Q向開始后,在N層內(nèi)還存在少�(shù)的載流子(少子)。這種殘余電流�(尾流)的降�,完全取決于�(guān)斷時(shí)電荷的密度,而密度又與幾種因素有�(guān),如摻雜�(zhì)的數(shù)量和�?fù)?,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形,集電極電流引起以下問題:功耗升�;交叉導(dǎo)通問�,特別是在使用續(xù)流二極管的設(shè)備上,問題更加明��
  鑒于尾流與少子的重組有關(guān),尾流的電流值應(yīng)與芯片的溫度、IC 和VCE密切相關(guān)的空穴移�(dòng)性有密切的關(guān)�。因�,根�(jù)所�(dá)到的溫度,降低這種作用在終端設(shè)備設(shè)�(jì)上的電流的不理想效應(yīng)是可行的�
  阻斷與閂�
  �(dāng)集電極被施加一�(gè)反向電壓�(shí)� J1 就會(huì)受到反向偏壓控制,耗盡層則�(huì)向N-區(qū)�(kuò)展。因過多地降低這�(gè)層面的厚�,將無法取得一�(gè)有效的阻斷能�,所以,這�(gè)�(jī)制十分重�。另一方面,如果過大地增加這�(gè)區(qū)域尺�,就�(huì)連續(xù)地提高壓�� 第二�(diǎn)清楚地說明了NPT器件的壓降比等效(IC 和速度相同) PT 器件的壓降高的原��
  �(dāng)柵極和發(fā)射極短接并在集電極端子施加一�(gè)正電壓時(shí),P/N J3�(jié)受反向電壓控�,此�(shí),仍然是由N漂移區(qū)中的耗盡層承受外部施加的電壓�
  IGBT在集電極與發(fā)射極之間有一�(gè)寄生PNPN晶閘管(如圖1所示)。在特殊條件下,這種寄生器件�(huì)�(dǎo)�。這種�(xiàn)象會(huì)使集電極與發(fā)射極之間的電流量增加,對(duì)等效MOSFET的控制能力降�,通常還會(huì)引起器件擊穿問題。晶閘管�(dǎo)通現(xiàn)象被稱為IGBT閂鎖,具體地說,這種缺陷的原因互不相�,與器件的狀�(tài)有密切關(guān)�。通常情況�,靜�(tài)和動(dòng)�(tài)閂鎖有如下主要區(qū)別:
  �(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通時(shí),靜�(tài)閂鎖出現(xiàn),只在關(guān)斷時(shí)才會(huì)出現(xiàn)�(dòng)�(tài)閂鎖。這一特殊�(xiàn)象嚴(yán)重地限制了安全操作區(qū)。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害�(xiàn)�,有必要采取以下措施:防止NPN部分接通,分別改變布局和摻雜級(jí)�,降低NPN和PNP晶體管的總電流增益。此�,閂鎖電流對(duì)PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響,因�,它與結(jié)溫的�(guān)系也非常密切;在�(jié)溫和增益提高的情況下,P基區(qū)的電阻率�(huì)升高,破壞了整體特�。因此,器件制造商必須注意將集電極電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例,通常比例�1�5�

�(fā)展歷�

  1979年,MOS柵功率開�(guān)器件作為IGBT概念的先�(qū)即已被介紹到世間。這種器件表現(xiàn)為一�(gè)類晶閘管的結(jié)�(gòu)(P-N-P-N四層組成�,其特點(diǎn)是通過�(qiáng)堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽��
  80年代初期,用于功率MOSFET制造技�(shù)的DMOS(雙�(kuò)散形成的金屬-氧化�-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那�(gè)�(shí)�,硅芯片的結(jié)�(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)�(jì)。后�,通過采用PT(穿通)型結(jié)�(gòu)的方法得到了在參�(shù)折衷方面的一�(gè)顯著改�(jìn),這是隨著硅片上外延的技�(shù)�(jìn)步,以及采用�(duì)�(yīng)給定阻斷電壓所�(shè)�(jì)的n+緩沖層而�(jìn)展的[3]。幾年當(dāng)中,這種在采用PT�(shè)�(jì)的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)�(gòu),其�(shè)�(jì)�(guī)則從5微米先�(jìn)�3微米�
  90年代中期,溝槽柵�(jié)�(gòu)又返回到一種新概念的IGBT,它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技�(shù)�(shí)�(xiàn)的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片�(jié)�(gòu)。[4]在這種溝槽�(jié)�(gòu)�,實(shí)�(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時(shí)間之間折衷的更重要的改�(jìn)�
  硅芯片的重直�(jié)�(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)�,先是采用非穿通(NPT)結(jié)�(gòu),繼而變化成弱穿通(LPT)結(jié)�(gòu),這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結(jié)�(gòu)演變類似的改��
  這次從穿通(PT)型技�(shù)先�(jìn)到非穿通(NPT)型技�(shù),是最基本�,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技�(shù)�(huì)有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求�(duì)少數(shù)載流子壽命�(jìn)行控制致使其輸運(yùn)效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技�(shù)則是基于不對(duì)少子壽命�(jìn)行殺傷而有很好的輸�(yùn)效率,不過其載流子注入系�(shù)卻比較低。�(jìn)而言之,非穿通(NPT)技�(shù)又被軟穿通(LPT)技�(shù)所代替,它類似于某些人所謂的“軟穿通”(SPT)或“電場截止”(FS)型技�(shù),這使得“成本—性能”的綜合效果得到�(jìn)一步改��
  1996�,CSTBT(載流子�(chǔ)存的溝槽柵雙極晶體管)使�5代IGBT模塊得以�(shí)�(xiàn)[6],它采用了弱穿通(LPT)芯片結(jié)�(gòu),又采用了更先�(jìn)的寬元胞間距的設(shè)�(jì)。目�,包括一種“反向阻斷型”(逆阻型)功能或一種“反�?qū)ㄐ汀保�?dǎo)型)功能的IGBT器件的新概念正在�(jìn)行研究,以求得�(jìn)一步優(yōu)��
  IGBT功率模塊采用IC�(qū)�(dòng),各種驅(qū)�(dòng)保護(hù)電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技�(shù),從�(fù)合功率模塊PIM�(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流�(fā)展,其產(chǎn)品水平為1200�1800A/1800�3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外�600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車VVVF逆變器。平面低電感封裝技�(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝�。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技�(shù)組裝PEBB,大大降低電路接線電�,提高系�(tǒng)效率,現(xiàn)已開�(fā)成功第二代IPEM,其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底�。智能化、模塊化成為IGBT�(fā)展熱�(diǎn)�
  �(xiàn)�,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的�(qū)�(dòng)電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之�,�(xiàn)在已制造出集成化的IGBT專用�(qū)�(dòng)電路.其性能更好,整機(jī)的可靠性更高及體積更小�

研發(fā)�(jìn)�

  IGBT(絕緣柵雙極晶體管)作為新型電力半導(dǎo)體場控自�(guān)斷器�,集功率MOSFET的高速性能與雙極性器件的低電阻于一�,具有輸�(jìn)阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡�,耐高�,承受電流大等特性,在各種電力變換中獲得極廣泛的�(yīng)�。與此同�(shí),各大半�(dǎo)體生�(chǎn)廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠、低本錢技�(shù),主要采�1um以下制作工藝,研制開�(fā)取得一些新�(jìn)�。[3]
  1、低功率IGBT
  IGBT�(yīng)用范圍一般都�600V�1KA�1KHz以上區(qū)�,為滿足家電行業(yè)的發(fā)展需�,摩托羅�、ST半導(dǎo)體、三菱等公司推出低功率IGBT�(chǎn)�,實(shí)用于家電行業(yè)的微波爐、洗衣機(jī)、電磁灶、電子整流器、照相機(jī)等產(chǎn)品的�(yīng)��
  2、U-IGBT
  U(溝槽結(jié)�(gòu)�--IGBT是在管芯上刻�,芯片元胞內(nèi)部形成溝槽式柵極。采用溝道結(jié)�(gòu)�,可�(jìn)一步縮小元胞尺�,減少溝道電�,�(jìn)步電流密�,制造相同額定電流而芯片尺寸最少的�(chǎn)�?,F(xiàn)有多家公司生�(chǎn)各種U—IGBT�(chǎn)�,適用低電壓�(qū)�(dòng)、表面貼裝的要求�
  3、NPT-IGBT
  NPT(非穿通型�--IGBT采用薄硅片技�(shù),以離子注�(jìn)�(fā)射區(qū)代替高復(fù)雜、高本錢的厚層高阻外�,可降低生產(chǎn)本錢25%左右,耐壓越高本錢差越�,在性能上更具有特色,高�、低損�、正溫度系數(shù),無鎖定效應(yīng),在�(shè)�(jì)600�1200V的IGBT�(shí),NPT—IGBT可靠性。西門子公司可提供600V�1200V�1700V系列�(chǎn)品和6500V高壓IGBT,并推出低飽和壓降DLC型NPT—IGBT,依克賽�、哈里斯、英特西爾、東芝等公司也相繼研制出NPT—IGBT及其模塊系列,富士電�(jī)、摩托羅拉等在研制之�,NPT型正成為IGBT�(fā)展方��
  4、SDB--IGBT
  鑒于目前廠家�(duì)IGBT的開�(fā)非常重視,三星、快捷等公司采用SDB(硅片直接鍵合)技�(shù),在IC生產(chǎn)線上制作第四代高速IGBT及模塊系列產(chǎn)�,特�(diǎn)為高�,低飽和壓降,低拖尾電流,正溫度系數(shù)易于并聯(lián),在600V�1200V電壓范圍性能�(yōu)�,分為UF、RUF兩大系統(tǒng)�
  5、超快速IGBT
  國際整流器IR公司的研�(fā)重點(diǎn)在于減少IGBT的拖尾效�(yīng),使其能快速關(guān)�,研制的超快速IGBT可限度地減少拖尾效應(yīng),關(guān)斷時(shí)間不超過2000ns,采用特殊高能照射分層技�(shù),關(guān)斷時(shí)間可�100ns以下,拖尾更�,重�(diǎn)�(chǎn)品專為電�(jī)控制而設(shè)�(jì),現(xiàn)�6種型�(hào),另可用在大功率電源變換器中�
  6、IGBT/FRD
  IR公司在IGBT基礎(chǔ)上推出兩款結(jié)合FRD(快速恢�(fù)二極管)的新型器件,IGBT/FRD有效�(jié)�,將�(zhuǎn)換狀�(tài)的損耗減�20%,采用TO�247外型封裝,額定規(guī)格為1200V�25�50�75�100A,用于電�(jī)�(qū)�(dòng)和功率轉(zhuǎn)�,以IGBT及FRD為基�(chǔ)的新技�(shù)便于器件并聯(lián),在多芯片模塊中�(shí)�(xiàn)更均勻的溫度,�(jìn)步整體可靠��
  7、IGBT功率模塊
  IGBT功率模塊采用IC�(qū)�(dòng),各種驅(qū)�(dòng)保護(hù)電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技�(shù),從�(fù)合功率模塊PIM�(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流�(fā)�,其�(chǎn)品水平為1200�1800A/1800�3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外�600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車VVVF逆變�。平面低電感封裝技�(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝�。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技�(shù)組裝PEBB,大大降低電路接線電感,�(jìn)步系�(tǒng)效率,現(xiàn)已開�(fā)成功第二代IPEM,其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底�。智能化、模塊化成為IGBT�(fā)展熱門�

�(duì)�

  輸出特性與�(zhuǎn)移特性:
  IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變量�(shí),集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關(guān)系曲�。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似,也可分為飽和區(qū)I、放大區(qū)II和擊穿區(qū)III三部�。IGBT作為開關(guān)器件�(wěn)�(tài)�(shí)主要工作在飽和導(dǎo)通區(qū)。IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的�(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相�,當(dāng)柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)�(shí),IGBT處于�(guān)斷狀�(tài)。在IGBT�(dǎo)通后的大部分集電極電流范圍內(nèi),IC與VGE呈線性關(guān)系�
  IGBT與MOSFET的對(duì)比:
  MOSFET全稱功率場效�(yīng)晶體�。它的三�(gè)極分別是源極(S)、漏�(D)和柵�(G)�
  主要�(yōu)�(diǎn):熱�(wěn)定性好、安全工作區(qū)��
  缺點(diǎn):擊穿電壓低,工作電流小�
  IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相結(jié)合的�(chǎn)�。它的三�(gè)極分別是集電�(C)、發(fā)射極(E)和柵�(G)�
  特點(diǎn):擊穿電壓可�(dá)1200V,集電極飽和電流已超�1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達(dá)250kVA以上,工作頻率可�(dá)20kHz�

檢測

  判斷極�
  首先將萬用表撥在R×1KΩ擋,用萬用表測量�(shí),若某一極與其它兩極阻值為無窮大,�(diào)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�(G )其余兩極再用萬用表測�,若測得阻值為無窮�,調(diào)換表筆后測量阻值較�。在測量阻值較小的一次中,則判斷紅表筆接的為集電�(C);黑表筆接的為�(fā)射極(E)�
  判斷好壞
  將萬用表撥在R×10KΩ�,用黑表筆接IGBT 的集電極(C),紅表筆接IGBT 的發(fā)射極(E),此�(shí)萬用表的指針在零�。用手指同時(shí)觸及一下柵�(G)和集電極(C),這時(shí)IGBT 被觸�(fā)�(dǎo)�,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�(shí)觸及一下柵�(G)和發(fā)射極(E),這時(shí)IGBT 被阻�,萬用表的指針回零。此�(shí)即可判斷IGBT 是好��
  檢測注意事項(xiàng)
  任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞�(shí),一定要將萬用 表撥在R×10KΩ�,因R×1KΩ擋以下各檔萬用表�(nèi)部電池電壓太�,檢測好壞時(shí)不能使IGBT �(dǎo)通,而無法判斷IGBT 的好�。此方法同樣也可以用于檢測功率場效應(yīng)晶體�(P-MOSFET)的好壞�

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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