?IGBT電源模塊?是一種由絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)構(gòu)成的功率模塊。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(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運(yùn)效率,不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。閔行區(qū)進(jìn)口IGBT模塊品牌
IGBT的觸發(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負(fù)向電壓,柵極電壓可由不同的驅(qū)動電路產(chǎn)生。當(dāng)選擇這些驅(qū)動電路時(shí),必須基于以下的參數(shù)來進(jìn)行:器件關(guān)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?yàn)镮GBT柵極- 發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關(guān)斷偏壓應(yīng)該比許多MOSFET驅(qū)動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關(guān)速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來減少關(guān)斷時(shí)間,但關(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當(dāng)。IGBT導(dǎo)通時(shí)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。嘉定區(qū)銷售IGBT模塊設(shè)計(jì)1979年,MOS柵功率開關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。
門極輸入電容Cies 由CGE 和CGC 來表示,它是計(jì)算IGBT 驅(qū)動器電路所需輸出功率的關(guān)鍵參數(shù)。該電容幾乎不受溫度影響,但與IGBT集電極-發(fā)射極電壓VCE 的電壓有密切聯(lián)系。在IGBT數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies 的值,在實(shí)際電路應(yīng)用中不是一個(gè)特別有用的參數(shù),因?yàn)樗峭ㄟ^電橋測得的,在測量電路中,加在集電極上C 的電壓一般只有25V(有些廠家為10V),在這種測量條件下,所測得的結(jié)電容要比VCE=600V 時(shí)要大一些(如圖2)。由于門極的測量電壓太低(VGE=0V )而不是門極的門檻電壓,在實(shí)際開關(guān)中存在的米勒效應(yīng)(Miller 效應(yīng))在測量中也沒有被包括在內(nèi),在實(shí)際使用中的門極電容Cin值要比IGBT 數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies 值大很多。因此,在IGBT數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies值在實(shí)際應(yīng)用中**只能作為一個(gè)參考值使用。
這種方法雖然準(zhǔn)確但太繁瑣,一般情況下我們可以簡單地利用IGBT數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(rèn)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(shù)據(jù)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(rèn)為Cin=2.2Cies,門極電荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2幾年當(dāng)中,這種在采用PT設(shè)計(jì)的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)規(guī)則從5微米先進(jìn)到3微米。
將萬用表撥在R×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT 的漏極(D),紅表筆接IGBT 的源極(S),此時(shí)萬用表的指針指在無窮處。用手指同時(shí)觸及一下柵極(G)和漏極(D),這時(shí)IGBT 被觸發(fā)導(dǎo)通,萬用表的指針擺向阻值 較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時(shí)觸及一下源極(S)和柵極(G),這時(shí)IGBT 被阻 斷,萬用表的指針回到無窮處。此時(shí)即可判斷IGBT 是好的。 注意:若進(jìn)第二次測量時(shí),應(yīng)短接一下源極(S)和柵極(G)。 任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞時(shí),一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋,因R×1K Ω擋以下各檔萬用表內(nèi)部電池電壓太低,檢測好壞時(shí)不能使IGBT 導(dǎo)通,而無法判斷IGBT 的好壞。當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通時(shí),靜態(tài)閂鎖出現(xiàn)。嘉定區(qū)銷售IGBT模塊設(shè)計(jì)
GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;閔行區(qū)進(jìn)口IGBT模塊品牌
當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通時(shí),靜態(tài)閂鎖出現(xiàn)。只在關(guān)斷時(shí)才會出現(xiàn)動態(tài)閂鎖。這一特殊現(xiàn)象嚴(yán)重地限制了安全操作區(qū)。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害現(xiàn)象,有必要采取以下措施:一是防止NPN部分接通,分別改變布局和摻雜級別。二是降低NPN和PNP晶體管的總電流增益。此外,閂鎖電流對PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響,因此,它與結(jié)溫的關(guān)系也非常密切;在結(jié)溫和增益提高的情況下,P基區(qū)的電阻率會升高,破壞了整體特性。因此,器件制造商必須注意將集電極最大電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例,通常比例為1:5。 [2]閔行區(qū)進(jìn)口IGBT模塊品牌
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