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igbt模塊的原理
2022-05-16
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N溝型的igbt模塊運(yùn)行是經(jīng)過柵極-發(fā)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(fā)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(shù)載流子,從集電極襯底p+層開始流入空穴,進(jìn)行電導(dǎo)率調(diào)制(雙極運(yùn)行),因此可以降低集電極-發(fā)射極間飽和電壓。
運(yùn)行時的等效線路如下圖1(b)所顯示,igbt模塊的符號如下圖1(c)所顯示。在發(fā)射極電極側(cè)形成n+pn-寄生晶體管。若n+pn-寄生晶體管運(yùn)行,又成為p+n-pn+晶閘管模塊。
電流繼續(xù)流動,直到輸出側(cè)停止供應(yīng)電流。經(jīng)過輸出信號已無法進(jìn)行控制。通常將這類狀態(tài)稱之為閉鎖狀態(tài)。
為了能抑制n+pn-寄生晶體管的運(yùn)行igbt模塊選用盡可能縮小p+n-p晶體管的電流放大系數(shù)α用作解決閉鎖的措施。具體地而言,p+n-p的電流放大系數(shù)α設(shè)計為0.5之下。igbt模塊的閉鎖電流IL為額定電流(直流)的3倍以上。igbt模塊的驅(qū)動原理與電力MOSFET基本相同,通斷由柵射極電壓uGE決定。
(1)導(dǎo)通
igbt模塊硅片的構(gòu)造與功率MOSFET的構(gòu)造非常相近,主要差異是igbt模塊增加了P+基片和1個N+緩沖層(NPT-非穿通-igbt模塊技術(shù)沒有增加這一部分),當(dāng)中1個MOSFET驅(qū)動2個雙極元器件。
基片的應(yīng)用在管體的P+和N+區(qū)間建立了1個J1結(jié)。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,1個N溝道形成,同時出現(xiàn)1個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。
倘若這一電子流產(chǎn)生的電壓在0.7V范圍內(nèi),那,J1將處在正方向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),并調(diào)整陰陽極間的電阻率,這類方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗,并啟動了第2個電荷流。
最終的結(jié)果是,在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)2種不同的電流拓?fù)洌?個電子流(MOSFET電流);空穴電流(雙極)。uGE大過開啟電壓UGE(th)時,MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管供應(yīng)基極電流,igbt模塊導(dǎo)通。
(2)導(dǎo)通壓降:電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減少,使通態(tài)壓降小。
以上就是傳承電子對igbt模塊的原理介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體模塊制造商,為眾多的企業(yè)公司提供功率半導(dǎo)體模塊的定制、生產(chǎn)和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導(dǎo)體模塊、各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體模塊等。
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