絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領域中已經得到廣泛的應用,在實際使用中除IGBT自身外,IGBT 驅動器的作用對整個換流系統來說同樣至關重要。驅動器的選擇及輸出功率的計算決定了換流系統的可靠性。驅動器功率不足或選擇錯誤可能會直接導致 IGBT 和驅動器損壞。以下總結了一些關于IGBT驅動器輸出性能的計算方法以供選型時參考。圖2IGBT 的開關特性主要取決于IGBT的門極電荷及內部和外部的電阻。圖1是IGBT 門極電容分布示意圖,其中CGE 是柵極-發射極電容、CCE 是集電極-發射極電容、CGC 是柵極-集電極電容或稱米勒電容(Miller Capacitor)。IGBT的驅動原理與電力MOSFET基本相同,通斷由柵射極電壓uGE決定。長寧區品牌IGBT模塊設計

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。 長寧區品牌IGBT模塊設計幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構,其設計規則從5微米先進到3微米。

1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個類晶閘管的結構(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候,硅芯片的結構是一種較厚的NPT(非穿通)型設計。后來,通過采用PT(穿通)型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個***改進,這是隨著硅片上外延的技術進步,以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構,其設計規則從5微米先進到3微米。
常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。 圖1所示為一個N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構, N+ 區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+ 區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P 型區(包括P+ 和P 一區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區( Subchannel region )。而在漏區另一側的P+ 區稱為漏注入區( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP 雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。 IGBT 的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP 晶體管提供基極電流,使IGBT 導通。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;

為了抑制n+pn-寄生晶體管的工作IGBT采用盡量縮小p+n-p晶體管的電流放大系數α作為解決閉鎖的措施。具體地來說,p+n-p的電流放大系數α設計為0.5以下。 IGBT的閉鎖電流IL為額定電流(直流)的3倍以上。IGBT的驅動原理與電力MOSFET基本相同,通斷由柵射極電壓uGE決定。 [2]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。一般保存IGBT模塊的場所,應保持常溫常濕狀態,不應偏離太大。徐匯區選擇IGBT模塊聯系人
由于N+ 區存在電導調制效應,所以IGBT 的通態壓降小,耐壓1000V的IGBT 通態壓降為2 ~ 3V 。長寧區品牌IGBT模塊設計
基片的應用在管體的P+和N+ 區之間創建了一個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區時,一個N溝道形成,同時出現一個電子流,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]長寧區品牌IGBT模塊設計
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