IGBT等效電路見(jiàn)過(guò)嗎？IGBT開(kāi)通過(guò)程分析

在這篇文章中，小編將對(duì)IGBT及其開(kāi)通過(guò)程的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)IGBT的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

一、什么是IGBT

IGBT是“Insulated Gate Bipolar Transistor”的首字母縮寫(xiě)，中文名稱(chēng)是“絕緣柵雙極晶體管”。通過(guò)結(jié)合MOSFET和雙極晶體管，IGBT成為同時(shí)具備這兩種器件優(yōu)點(diǎn)的功率晶體管。IGBT有N溝道型和P溝道型兩種，本文中以目前主流的N溝道型為例展開(kāi)介紹。

N溝道IGBT的電路圖符號(hào)及其等效電路如下。有些等效電路圖會(huì)更詳細(xì)一些，但這里為了便于理解，給出的是相對(duì)簡(jiǎn)單的示意圖。包括結(jié)構(gòu)在內(nèi)，實(shí)際的產(chǎn)品會(huì)更復(fù)雜一些。

IGBT具有柵極、集電極、發(fā)射極3個(gè)引腳。柵極與MOSFET相同，集電極和發(fā)射極與雙極晶體管相同。IGBT與MOSFET一樣通過(guò)電壓控制端口，在N溝道型的情況下，對(duì)于發(fā)射極而言，在柵極施加正電壓時(shí)，集電極-發(fā)射極導(dǎo)通，流過(guò)集電極電流。

IGBT是結(jié)合了MOSFET和雙極晶體管優(yōu)點(diǎn)的晶體管。MOSFET由于柵極是隔離的，因此具有輸入阻抗高、開(kāi)關(guān)速度較快的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是在高電壓時(shí)導(dǎo)通電阻較高。雙極晶體管即使在高電壓條件下導(dǎo)通電阻也很低，但存在輸入阻抗低和開(kāi)關(guān)速度慢的缺點(diǎn)。通過(guò)彌補(bǔ)這兩種器件各自的缺點(diǎn)，IGBT成為一種具有高輸入阻抗、高開(kāi)關(guān)速度*、即使在高電壓條件下也能實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通電阻的晶體管。

二、IGBT開(kāi)通過(guò)程

開(kāi)通過(guò)程簡(jiǎn)述：

圖 IGBT開(kāi)通過(guò)程波形

a)階段1(0—t1)：在此階段，柵極電流開(kāi)始對(duì)柵電容CGE充電，但是VGE

b)階段2(tl—t2)：在t1時(shí)刻，VGE>Vth，溝道開(kāi)啟，電子開(kāi)始通過(guò)溝道注入到基區(qū)，同時(shí)背面的集電極開(kāi)始向基區(qū)內(nèi)注入空穴，集電極開(kāi)始產(chǎn)生電流IC，此時(shí)IC

c)階段3(t2—t3)：在t2時(shí)刻，IC=IL，流過(guò)續(xù)流二極管的電流降低至0，二極管內(nèi)部載流子開(kāi)始復(fù)合。

d)階段4(t3—t4)：續(xù)流二極管內(nèi)部載流子已經(jīng)完成復(fù)合，續(xù)流二極管兩端電壓開(kāi)始上升，這導(dǎo)致IGBT兩端的電壓下降和柵極集電極電容CGC放電。此時(shí)IGBT電流Ic形成過(guò)沖，過(guò)沖的大小與CGC大小有密切關(guān)系，CGC越大，IC過(guò)沖越大。

e)階段5(t4—t5)：在t4時(shí)刻，VGE將調(diào)整以適應(yīng)IC的過(guò)沖，在t5時(shí)刻，二極管反向恢復(fù)完成，VGE將會(huì)略微下降，使IGBT可以承受負(fù)載電流IL。在此階段，柵極發(fā)射極電壓VGE保持恒定，柵極電流流入至柵極集電極電容CGC，集電極發(fā)射極兩端電壓隨著CGC放電而下降。

f)階段6(t6—t7)：在t6時(shí)刻，VCE下降到使IGBT進(jìn)入飽和狀態(tài)，柵極反射極電壓增加以維持IL，當(dāng)VCE衰減穩(wěn)定后，穩(wěn)定值即為飽和導(dǎo)通壓降VCE(sat)，到此開(kāi)通過(guò)程完全結(jié)束。

以上所有內(nèi)容便是小編此次為大家?guī)?lái)的有關(guān)IGBT的所有介紹，如果你想了解更多有關(guān)它的內(nèi)容，不妨在我們網(wǎng)站進(jìn)行探索哦。