1功率場控應(yīng)晶體管(MOSFET)絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）第二節(jié)功率晶體管2

取代了GTR和一部分MOSFET的市場，中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件

第二節(jié)功率晶體管三.絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)GTR的特點(diǎn)——雙極型，電流驅(qū)動，通流能力很強(qiáng)，開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜MOSFET的優(yōu)點(diǎn)——單極型，電壓驅(qū)動，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單GTR和MOSFET復(fù)合，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gateBipolarTransistor—IGBT）3

三端器件：柵極G、集電極C和發(fā)射極E

IGBT的結(jié)構(gòu)

IGBT比MOSFET多一層P+注入?yún)^(qū)，形成了一個大面積的P+N結(jié).IGBT具有很強(qiáng)的通流能力.

第二節(jié)功率晶體管1.IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理IGBTVDMOS4

等效電路IGBT是GTR與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)PNP晶體管

R為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻第二節(jié)功率晶體管1.IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理5第二節(jié)功率晶體管1.IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理IGBT的原理驅(qū)動原理與功率MOSFET基本相同，場控器件，通斷由柵射極電壓uGE決定導(dǎo)通：uGE大于開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流，IGBT導(dǎo)通關(guān)斷：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)斷與MOSFET比較，參與導(dǎo)電的載流子有無區(qū)別？6第二節(jié)功率晶體管2.IGBT的基本特性靜態(tài)特性輸出特性（伏安特性）正向阻斷區(qū)、有源區(qū)和飽和區(qū)uCE<0時，IGBT為反向阻斷工作狀態(tài)正向?qū)▔航怠?.7V7第二節(jié)功率晶體管2.IGBT的基本特性動態(tài)特性開通時間ton=開通延遲時間td(on)+電流上升時間tr電流拖尾關(guān)斷時間toff=關(guān)斷延遲時間td(off)+電流下降時間tf？8(1)

開關(guān)速度較快，開關(guān)損耗小介于GTR和MOSFET之間(2)

高電壓的器件通態(tài)壓降與GTR相當(dāng)，低于MOSFET

不適合要求通態(tài)壓降小于0.7V應(yīng)用場合(3)

輸入阻抗高，輸入特性與MOSFET類似(4)對驅(qū)動電路的要求與MOSFET相似（要低一些，因?yàn)榧纳娙菹鄬^小，耐dU/dt能力強(qiáng)）第二節(jié)功率晶體管2.IGBT的基本特性IGBT的特點(diǎn)91)

最大集射極間電壓UCES

由內(nèi)部PNP晶體管的擊穿電壓確定2)

最大集電極電流

包括額定直流電流IC和1ms脈寬最大電流ICP3)

最大集電極功耗PCM

正常工作溫度下允許的最大功耗第二節(jié)功率晶體管3.IGBT的主要參數(shù)10

寄生晶閘管——由一個N-PN+晶體管和作為主開關(guān)器件的P+N-P晶體管組成擎住效應(yīng)（自鎖效應(yīng)）：ICM,duCE/dt限制第二節(jié)功率晶體管4.IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)11

正偏安全工作區(qū)（FBSOA）——最大集電極電流、最大集射極間電壓和最大集電極功耗確定

第二節(jié)功率晶體管4.IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)反偏安全工作區(qū)（RBSOA）----最大電壓上升率duCE/dt的限制12