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IGBT原理及應用

點擊次數:3031 發布時間:2014/10/9
提 供 商: 北京京誠宏泰科技有限公司 資料大小:
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IGBTInsulated Gate Bipolar Transistor),絕緣栅雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣栅型場效應管)組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體器件兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。

  
IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常适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。


IGBT結構圖左邊所示為一個N溝道增強型絕緣栅雙極晶體管結構, N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。P+區稱為漏區。器件的控制區為栅區,附于其上的電極稱為栅極。溝道在緊靠栅區邊界形成。在漏、源之間的P型區(包括P+P-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*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,以降低器件的通态電壓。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栅極電壓形成溝道,給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流,使IGBT導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同,隻需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成後,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對N-層進行電導調制,減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通态電壓。

 
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