IGBT基礎(chǔ)與運(yùn)用

IGBT， 中文名字為絕緣柵雙極型晶體管，它是由MOSFET(輸入級(jí))和PNP晶體管(輸出級(jí))復(fù)合而成的一種器件，既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快 的特點(diǎn)(控制和響應(yīng))，又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)(功率級(jí)較為耐用)，頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz 頻率范圍內(nèi)。

理想等效電路與實(shí)際等效電路如圖所示：

IGBT 的靜態(tài)特性一般用不到，暫時(shí)不用考慮，重點(diǎn)考慮動(dòng)態(tài)特性(開(kāi)關(guān)特性)。

動(dòng)態(tài)特性的簡(jiǎn)易過(guò)程可從下面的表格和圖形中獲取：

IGBT的開(kāi)通過(guò)程

IGBT 在開(kāi)通過(guò)程中，分為幾段時(shí)間

1.與MOSFET類似的開(kāi)通過(guò)程，也是分為三段的充電時(shí)間

2.只是在漏源DS電壓下降過(guò)程后期，PNP晶體管由放大區(qū)至飽和過(guò)程中增加了一段延遲時(shí)間。

在上面的表格中，定義了了：開(kāi)通時(shí)間Ton，上升時(shí)間Tr和Tr.i

除了這兩個(gè)時(shí)間以外，還有一個(gè)時(shí)間為開(kāi)通延遲時(shí)間td.on:td.on=Ton-Tr.i

IGBT在關(guān)斷過(guò)程

IGBT在關(guān)斷過(guò)程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍?/p>

第一段是按照MOS管關(guān)斷的特性的

第二段是在MOSFET關(guān)斷后，PNP晶體管上存儲(chǔ)的電荷難以迅速釋放，造成漏極電流較長(zhǎng)的尾部時(shí)間。

在上面的表格中，定義了了：關(guān)斷時(shí)間Toff，下降時(shí)間Tf和Tf.i

除了表格中以外，還定義

trv為DS端電壓的上升時(shí)間和關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)。

漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成，而總的關(guān)斷時(shí)間可以稱為toff=td(off)+trv十t(f)，td(off)+trv之和又稱為存儲(chǔ)時(shí)間。

從下面圖中可看出詳細(xì)的柵極電流和柵極電壓，CE電流和CE電壓的關(guān)系：

從另外一張圖中細(xì)看MOS管與IGBT管柵極特性可能更有一個(gè)清楚的概念：

開(kāi)啟過(guò)程

關(guān)斷過(guò)程