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,,也具有低的通態(tài)電壓,。IGBT驅(qū)動電路是驅(qū)動IGBT模塊以能讓其正常工作,并同時對其進(jìn)行保護(hù)的電路,。在那個時候,,硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計。張家港質(zhì)量IGBT模塊哪里買
確定IGBT 的門極電荷對于設(shè)計一個驅(qū)動器來說,,**重要的參數(shù)是門極電荷QG(門極電壓差時的IGBT 門極總電荷),,如果在IGBT 數(shù)據(jù)手冊中能夠找到這個參數(shù),那么我們就可以運(yùn)用公式計算出:門極驅(qū)動能量 E = QG · UGE = QG · [ VG(on) - VG(off) ]門極驅(qū)動功率 PG = E · fSW = QG · [ VG(on) - VG(off) ] · fSW驅(qū)動器總功率 P = PG + PS(驅(qū)動器的功耗)平均輸出電流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG · fSW比較高開關(guān)頻率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC)峰值電流IG MAX = ΔUGE / RG min = [ VG(on) - VG(off) ] / RG min其中的 RG min = RG extern + RG intern吳江區(qū)好的IGBT模塊品牌這種器件表現(xiàn)為一個類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成),,其特點(diǎn)是通過強(qiáng)堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵,。
該電子為p+n-p晶體管的少數(shù)載流子,,從集電極襯底p+層開始流入空穴,進(jìn)行電導(dǎo)率調(diào)制(雙極工作),,所以可以降低集電極-發(fā)射極間飽和電壓,。在發(fā)射極電極側(cè)形成n+pn-寄生晶體管。若n+pn-寄生晶體管工作,,又變成p+n- pn+晶閘管,。電流繼續(xù)流動,直到輸出側(cè)停止供給電流,。通過輸出信號已不能進(jìn)行控制,。一般將這種狀態(tài)稱為閉鎖狀態(tài)。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(shù)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(shù)α設(shè)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(qū)動原理與電力MOSFET基本相同,,通斷由柵射極電壓uGE決定。 [2]
冊中所給出的輸入電容Cies值近似地估算出門極電荷:如果IGBT數(shù)據(jù)表給出的Cies的條件為VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,,那么可以近似的認(rèn)為Cin=4.5Cies,,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 4.5Cies : IGBT的輸入電容(Cies 可從IGBT 手冊中找到)如果IGBT數(shù)據(jù)表給出的Cies的條件為VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的認(rèn)為Cin=2.2Cies,,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2Cies : IGBT的輸入電容(Cies 可從IGBT 手冊中找到)如果IGBT數(shù)據(jù)手冊中已經(jīng)給出了正象限的門極電荷曲線,,那么只用Cies 近似計算負(fù)象限的門極電荷會更接近實際值:使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時,所產(chǎn)生的額定損耗亦變大,。
fsw max. : 比較高開關(guān)頻率IoutAV :單路的平均電流QG : 門極電壓差時的 IGBT門極總電荷RG extern : IGBT 外部的門極電阻RG intern : IGBT 芯片內(nèi)部的門極電阻但是實際上在很多情況下,,數(shù)據(jù)手冊中這個門極電荷參數(shù)沒有給出,門極電壓在上升過程中的充電過程也沒有描述,。這時候比較好是按照 IEC 60747-9-2001 - Semiconductor devices -Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)所給出的測試方法測量出開通能量E,,然后再計算出QG。E = ∫IG · ΔUGE · dt= QG · ΔUGE這種方法雖然準(zhǔn)確但太繁瑣,,一般情況下我們可以簡單地利用IGBT數(shù)據(jù)手因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一,。張家港質(zhì)量IGBT模塊哪里買
在安裝或更換IGBT模塊時,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,。張家港質(zhì)量IGBT模塊哪里買
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)的空穴移動性有密切的關(guān)系,。因此,,根據(jù)所達(dá)到的溫度,降低這種作用在終端設(shè)備設(shè)計上的電流的不理想效應(yīng)是可行的,,尾流特性與VCE,、IC和 TC有關(guān),。柵射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內(nèi)的溝道消失,,晶體管的基極電流被切斷,,IGBT關(guān)斷。 [2]反向阻斷當(dāng)集電極被施加一個反向電壓時,,J1 就會受到反向偏壓控制,,耗盡層則會向N-區(qū)擴(kuò)展。因過多地降低這個層面的厚度,,將無法取得一個有效的阻斷能力,,所以,這個機(jī)制十分重要,。另一方面,,如果過大地增加這個區(qū)域尺寸,就會連續(xù)地提高壓降,。張家港質(zhì)量IGBT模塊哪里買
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