电力半导体件IGBT有哪些特点?

电力半导体件IGBT有哪些特点?,第1张

IGBT的主要优点有:

1、IGBT在正常工作时,导通电阻较低,增大了器件的电流容量。

2、IGBT的输出电流和跨导都大于相同尺寸的功率MOSFET。

3、较宽的低掺杂漂移区(n-区)能够承受很高的电压,因而可以实现高耐压的器件。

4、IGBT利用栅极可以关断很大的漏极电流。

6、与MOSFET一样,IGBT具有很大的输入电阻和较小的输入电容,则驱动功率低,开关速度高。

IGBT也具有若干重大的的缺点:

1、因为IGBT工作时,其漏极区(p+区)将要向漂移区(n-区)注入少数载流子——空穴,则在漂移区中存储有少数载流子电荷;当IGBT关断(栅极电压降为0)时,这些存储的电荷不能立即去掉,从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断,即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长(10~50ms)。

2、所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间,可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命,但是这将会引起正向压降的增大等弊病。

3、IGBT中存在有寄生晶闸管——MOS栅控的n+-p-n--p+晶闸管结构,这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制(采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响)。

IGBT的工作原理是是通过加正栅电压形成沟道,作用是为PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。

IGBT是绝缘栅双极型晶体管,是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点,GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大。

MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

工作特性:

1、静态特性

IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性,IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似,也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。

2、动态特性

动态特性又称开关特性,IGBT的开关特性分为两大部分,一是开关速度,主要指标是开关过程中各部分时间,另一个是开关过程中的损耗。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系,IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。

以上内容参考:百度百科—IGBT


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