IGBT的觸發和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發,不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達到20~30V。奉賢區質量IGBT模塊品牌
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。奉賢區質量IGBT模塊品牌1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。
N溝型的 IGBT工作是通過柵極-發射極間加閥值電壓VTH以上的(正)電壓,在柵極電極正下方的p層上形成反型層(溝道),開始從發射極電極下的n-層注入電子。該電子為p+n-p晶體管的少數載流子,從集電極襯底p+層開始流入空穴,進行電導率調制(雙極工作),所以可以降低集電極-發射極間飽和電壓。在發射極電極側形成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。電流繼續流動,直到輸出側停止供給電流。通過輸出信號已不能進行控制。一般將這種狀態稱為閉鎖狀態。
這種方法雖然準確但太繁瑣,一般情況下我們可以簡單地利用IGBT數據手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數據表給出的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數據表給出的Cies的條件為VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的認為Cin=2.2Cies,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2裝IGBT模塊的容器,應選用不帶靜電的容器。
表1 IGBT門極驅動條件與器件特性的關系由于IGBT的開關特性和安全工作區隨著柵極驅動電路的變化而變化,因而驅動電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為使IGBT能可靠工作。IGBT對其驅動電路提出了以下要求。1)向IGBT提供適當的正向柵壓。并且在IGBT導通后。柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度,使IGBT的功率輸出級總處于飽和狀態。瞬時過載時,柵極驅動電路提供的驅動功率要足以保證IGBT不退出飽和區。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關,在漏源電流一定的情況下,VGE越高,VDS值就越低,器件的導通損耗就越小,這有利于充分發揮管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允許超過20 V,原因是一旦發生過流或短路,柵壓越高,則電流幅值越高,IGBT損壞的可能性就越大。通常,綜合考慮取+15 V為宜。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。閔行區銷售IGBT模塊聯系人
柵射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。奉賢區質量IGBT模塊品牌
確定IGBT 的門極電荷對于設計一個驅動器來說,**重要的參數是門極電荷QG(門極電壓差時的IGBT 門極總電荷),如果在IGBT 數據手冊中能夠找到這個參數,那么我們就可以運用公式計算出:門極驅動能量 E = QG · UGE = QG · [ VG(on) - VG(off) ]門極驅動功率 PG = E · fSW = QG · [ VG(on) - VG(off) ] · fSW驅動器總功率 P = PG + PS(驅動器的功耗)平均輸出電流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG · fSW比較高開關頻率 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奉賢區質量IGBT模塊品牌
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