igbt模塊工作原理

2021-12-29

IGBT模塊是什么

igbt模塊即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)構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勢。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流比較大;MOSFET驅動功率較小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。igbt模塊綜合了以上2種元器件的優勢,驅動功率小而飽和壓降低。特別適合用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明線路、牽引傳動等行業。
igbt模塊構造

圖上所顯示為1個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管構造,N+區稱作源區,附于其上的電極稱作源極(即發射極E)。N基極稱作漏區。元器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱作柵極(即門極G)。溝道在緊靠柵區邊界生成。在C、E兩電極間的P型區(包含P+和P-區)(溝道在該區域生成),稱作亞溝道區(Subchannelregion)。而在漏區另一側的P+區稱作漏灌入區(Draininjector),它是igbt模塊獨有的功能區域,與漏區和亞溝道區一起生成PNP雙極晶體管,起發射極的功能,向漏極灌入空穴,完成導電調制,以降低元器件的通態電壓。附于漏灌入區上的電極稱作漏極(即集電極C)。

igbt模塊的開關功能是經過加正方向柵極電壓生成溝道,給PNP(原來為NPN)晶體管供應基極電流,使igbt模塊導通。相反,加反方向門極電壓清除溝道,斷開基極電流,使igbt模塊斷開。igbt模塊的驅動方式和MOSFET基本一致,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,因此有著高輸入阻抗特點。當MOSFET的溝道生成后,從P+基極灌入到N-層的空穴(少子),對N-層完成電導調制,減少N-層的電阻,使igbt模塊在高電壓時,也有著低的通態電壓。

IGBT管的替代

因為IGBT管運行在大電流高電壓情況,工作頻率較高,發熱量大,所以其故障率較高,又因為其價格較高,故替代IGBT管時,應遵循下列標準:首先,盡可能用原型號的替代,如此不但有利于固定安裝,也較為簡單次之,要是沒有相同型號的管子,可以用參數相似的IGBT管來替代,通常是用額定電流比較大的管子替代額定電流較小的,用高耐壓的替代低耐壓的,倘若參數已經磨掉,可按照其額定功率來替代。

igbt模塊應用領域

1、工業層面:電焊機,工業加熱,電鍍電源等。

2、電器層面:電磁爐,商用電磁爐,變頻空調,變頻冰箱等。

3、新能源層面:風力發電,電動汽車等。

以上就是傳承電子對igbt模塊工作原理的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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