IGBT是先進的第三代功率模塊,工作頻率1-20khz,主要應用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路,即dc/ac變換中。例電動汽車、伺服控制器、UPS、開關電源、斬波電源、無軌電車等。問世迄今有十年多歷史,幾乎已替代一切其它功率器件,例SCR、GTO、GTR、MOSFET、雙極型達林頓管等如今功率可高達1MW的低頻應用中,單個元件電壓可達4.0KV(pt結構)一6.5KV(npt結構),電流可達1.5KA,是較為理想的功率模塊。 [1]a,柵極與任何導電區(qū)要絕緣,以免產生靜電而擊穿,所以包裝時將g極和e極之間要有導電泡沫塑料,將它短接。裝配時切不可用手指直接接觸,直到g極管腳進行長久性連接。 GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;姑蘇區(qū)本地IGBT模塊量大從優(yōu)
IGBT是強電流、高壓應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。MOSFET由于實現(xiàn)一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道,而這個通道卻具有很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點。雖然***一代功率MOSFET器件大幅度改進了RDS(on)特性,但是在高電平時,功率導通損耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT較低的壓降,轉換成一個低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結構,與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。 [1]昆山智能IGBT模塊報價由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。
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(tài)時,由于它的PNP 晶體管為寬基區(qū)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。由于N+ 區(qū)存在電導調制效應,所以IGBT 的通態(tài)壓降小,耐壓1000V的IGBT 通態(tài)壓降為2 ~ 3V 。IGBT 處于斷態(tài)時,只有很小的泄漏電流存在。 [1]動態(tài)特性IGBT 在開通過程中,大部分時間是作為MOSFET 來運行的,只是在漏源電壓Uds 下降過程后期, PNP 晶體管由放大區(qū)至飽和,又增加了一段延遲時間。td(on) 為開通延遲時間, tri 為電流上升時間。
實際應用中常給出的漏極電流開通時間ton 即為td (on) tri 之和。漏源電壓的下降時間由tfe1 和tfe2 組成。 IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數(shù)來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。使用中當IGBT模塊集電極電流增大時,所產生的額定損耗亦變大。
?IGBT驅動電路是一種復合全控型電壓驅動式功率的半導體器件IGBT驅動電路是驅動IGBT模塊以能讓其正常工作,并同時對其進行保護的電路。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)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(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。圖1圖1所示為一個N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構, N+ 區(qū)稱為源區(qū),附于其上的電極稱為源極。N+ 區(qū)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。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P 型區(qū)(包括P+ 和P 一區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱為亞溝道區(qū)( Subchannel region )。而在漏區(qū)另一側的P+ 區(qū)稱為漏注入?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)射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,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。如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。工業(yè)園區(qū)智能IGBT模塊聯(lián)系方式
盡量在底板良好接地的情況下操作。姑蘇區(qū)本地IGBT模塊量大從優(yōu)
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),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(qū)之間創(chuàng)建了一個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道形成,同時出現(xiàn)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0.7V范圍內,那么,J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)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(xiàn)兩種不同的電流拓撲:一個電子流(MOSFET 電流);空穴電流(雙極)。 [4]uGE大于開啟電壓UGE(th)時,MOSFET內形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導通。 [2]姑蘇區(qū)本地IGBT模塊量大從優(yōu)
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