igbt簡(jiǎn)介IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），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(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,，載流密度大,，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,，開關(guān)速度快,，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小,。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī),、變頻器,、開關(guān)電源、照明電路,、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。IGBT模塊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)品,；封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器,、UPS不間斷電源等設(shè)備上,。IGBT模塊特點(diǎn)IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便,、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn),；當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊,；隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進(jìn),，此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上將越來越多見。IGBT結(jié)構(gòu)上圖所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),，N+區(qū)稱為源區(qū),，附于其上的電極稱為源極（即發(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）。IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)钠骷?，是電力電子裝置的“CPU” ,。江西定制富士IGBT銷售價(jià)格
盡量不要用手觸摸驅(qū)動(dòng)端子部分，當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí),，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進(jìn)行放電后,，再觸摸；在用導(dǎo)電材料連接模塊驅(qū)動(dòng)端子時(shí),，在配線未接好之前請(qǐng)先不要接上模塊,；盡量在底板良好接地的情況下操作。在應(yīng)用中有時(shí)雖然保證了柵極驅(qū)動(dòng)電壓沒有超過柵極比較大額定電壓,，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合,，也會(huì)產(chǎn)生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此,，通常采用雙絞線來傳送驅(qū)動(dòng)信號(hào),，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓,。此外,，在柵極—發(fā)射極間開路時(shí)，若在集電極與發(fā)射極間加上電壓,，則隨著集電極電位的變化,，由于集電極有漏電流流過，柵極電位升高,，集電極則有電流流過,。這時(shí)，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,。在使用IGBT的場(chǎng)合,，當(dāng)柵極回路不正常或柵極回路損壞時(shí)（柵極處于開路狀態(tài)）,，若在主回路上加上電壓,，則IGBT就會(huì)損壞，為防止此類故障,，應(yīng)在柵極與發(fā)射極之間串接一只10KΩ左右的電阻,。在安裝或更換IGBT模塊時(shí)，應(yīng)十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度,。為了減少接觸熱阻,，比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導(dǎo)熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇,。天津哪里有富士IGBT銷售廠家IGBT模塊占電動(dòng)汽車成本將近10%,，占充電樁成本約20%。
圖1單管,，模塊的內(nèi)部等效電路多個(gè)管芯并聯(lián)時(shí),，柵極已經(jīng)加入柵極電阻，實(shí)際的等效電路如圖2所示,。不同制造商的模塊,，柵極電阻的阻值也不相同；不過,，同一個(gè)模塊內(nèi)部的柵極電阻,，其阻值是相同的。圖2單管模塊內(nèi)部的實(shí)際等效電路圖IGBT單管模塊通常稱為1in1模塊,，前面的“1”表示內(nèi)部包含一個(gè)IGBT管芯,，后面的“1”表示同一個(gè)模塊塑殼之中。2.半橋模塊,，2in1模塊半橋（Halfbridge）模塊也稱為2in1模塊,，可直接構(gòu)成半橋電路，也可以用2個(gè)半橋模塊構(gòu)成全橋,，3個(gè)半橋模塊也構(gòu)成三相橋,。因此，半橋模塊有時(shí)候也稱為橋臂（Phase-Leg）模塊,。圖3是半橋模塊的內(nèi)部等效,。不同的制造商的接線端子名稱也有所不同，如C2E1可能會(huì)標(biāo)識(shí)為E1C2,，有的模塊只在等效電路圖上標(biāo)識(shí)引腳編號(hào)等,。圖3半橋模塊的內(nèi)部等效電路半橋模塊的電流/電壓規(guī)格指的均是其中的每一個(gè)模塊單元。如1200V/400A的半橋模塊,，表示其中的2個(gè)IGBT管芯的電流/電壓規(guī)格都是1200V/400A,，即C1和E2之間可以耐受比較高2400V的瞬間直流電壓,。不僅半橋模塊，所有模塊均是如此標(biāo)注的,。3.全橋模塊，4in1模塊全橋模塊的內(nèi)部等效電路如圖4所示,。圖4全橋模塊內(nèi)部等效電路全橋（Fullbridge）模塊也稱為4in1模塊,，用于直接構(gòu)成全橋電路。
圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),，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)（Subchannelregion）,。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector）,，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(jìn)行導(dǎo)電調(diào)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。IGBT的開關(guān)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(dǎo)通。反之,，加反向門極電壓消除溝道,，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷,。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,，只需控制輸入極N一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性,。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,，從P+基極注入到N一層的空穴（少子），對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,，減小N一層的電阻,，使IGBT在高電壓時(shí),，也具有低的通態(tài)電壓。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件（晶閘管）簡(jiǎn)單地說：整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流,。其實(shí)現(xiàn)條件主要是依靠整流管,。預(yù)計(jì)2020年中國IGBT市場(chǎng)規(guī)模將超200億元，年復(fù)合增長率約為15%,。
對(duì)等效MOSFET的控制能力降低,，通常還會(huì)引起器件擊穿問題。晶閘管導(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同，與器件的狀態(tài)有密切關(guān)系,。通常情況下,，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)閂鎖有如下主要區(qū)別：當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通時(shí)，靜態(tài)閂鎖出現(xiàn),，只在關(guān)斷時(shí)才會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)閂鎖,。這一特殊現(xiàn)象嚴(yán)重地限制了安全操作區(qū)。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害現(xiàn)象,，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)別，降低NPN和PNP晶體管的總電流增益,。此外,，閂鎖電流對(duì)PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響，因此,，它與結(jié)溫的關(guān)系也非常密切,；在結(jié)溫和增益提高的情況下，P基區(qū)的電阻率會(huì)升高,，破壞了整體特性,。因此，器件制造商必須注意將集電極比較大電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例,，通常比例為1：5,。IGBT模塊五種不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路圖1.單管模塊，1in1模塊單管模塊的內(nèi)部由若干個(gè)IGBT并聯(lián),，以達(dá)到所需要的電流規(guī)格,，可以視為大電流規(guī)格的IGBT單管。受機(jī)械強(qiáng)度和熱阻的限制,，IGBT的管芯面積不能做得太電流規(guī)格的IGBT需要將多個(gè)管芯裝配到一塊金屬基板上,。單管模塊外部標(biāo)簽上的等效電路如圖1所示，副發(fā)射極（第二發(fā)射極）連接到柵極驅(qū)動(dòng)電路，主發(fā)射極連接到主電路中,。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主,，中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)富士IGBT歡迎選購
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3、任何指針式萬用表皆可用于檢測(cè)IGBT注意判斷IGBT好壞時(shí),，一定要將萬用表撥在R&TImes;10KΩ擋,，因R&TImes;1KΩ擋以下各檔萬用表內(nèi)部電池電壓太低，檢測(cè)好壞時(shí)不能使IGBT導(dǎo)通,，而無法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用于檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的好壞,。逆變器IGBT模塊檢測(cè)：將數(shù)字萬用表撥到二極管測(cè)試檔,，測(cè)試IGBT模塊c1e1、c2e2之間以及柵極G與e1,、e2之間正反向二極管特性,，來判斷IGBT模塊是否完好。以六相模塊為例,。將負(fù)載側(cè)U,、V、W相的導(dǎo)線拆除,，使用二極管測(cè)試檔,，紅表筆接P（集電極c1），黑表筆依次測(cè)U,、V,、W，萬用表顯示數(shù)值為比較大,；將表筆反過來,，黑表筆接P，紅表筆測(cè)U,、V,、W，萬用表顯示數(shù)值為400左右,。再將紅表筆接N（發(fā)射極e2）,，黑表筆測(cè)U、V,、W,，萬用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接P，紅表筆測(cè)U,、V,、W，萬用表顯示數(shù)值為比較大,。各相之間的正反向特性應(yīng)相同,，若出現(xiàn)差別說明IGBT模塊性能變差，應(yīng)予更換,。IGBT模塊損壞時(shí),，只有擊穿短路情況出現(xiàn)。紅,、黑兩表筆分別測(cè)柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性,，萬用表兩次所測(cè)的數(shù)值都為比較大，這時(shí)可判定IGBT模塊門極正常,。如果有數(shù)值顯示,，則門極性能變差，此模塊應(yīng)更換,。江西定制富士IGBT銷售價(jià)格
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