
IGBT开通过程分析
2023-06-06 21:09:42
晨欣小编
在许多电子设备中,IGBT是一种被广泛使用的开关。它是继MOSFET之后,另一种大功率半导体器件。IGBT可以同时提供MOSFET和BJT的优点,具有高输入阻抗、低漏电流、高开关速度和高击穿电压等特性。在本文中,我们将对IGBT开通过程进行深入分析。
IGBT的工作原理基于PN结,与MOSFET相似,但还包括NPN三极管。这三个结合起来,提供了一个中间区域——n-epi层,来控制器件在导通和截止状态之间的转换。该n-epi层被掺杂以降低互补PNP晶体管的关断时间。IGBT的输出特性类似于BJT,但其输入电阻比BJT低了好几个数量级。与MOSFET相似,IGBT也可以使用一个控制信号来改变其状态。
当子电路中的触发器接通,IGBT处于非饱和状态,并且电流流过它,此时Vce明显低于VCE(sat),因此,它具有一定的电阻。但是,随着IGBT的接近饱和,Vce的降低速率会降低,直到接近VCE(sat)这个电压级别。
在IGBT接近关断状态之前,控制器发送一个信号来断开子电路中的触发器。此时,IGBT进入饱和状态,导通电阻变小到接近零。它的形象可以被比作一个关闸,突然关闭并断开电路。在这种情况下,IGBT会开始收到一个反向电压,直到其击穿电压变得足够大,以致能够将简单模型的电路完全击穿。而在开启状态,IGBT依然会感受到反向电压,因此,其击穿电压会比MOSFET等器件更高。
在实际应用中,IGBT通常不会直接接到电源中。相反,它们常常被放置在一个复杂的硅控整流器或逆变器中。系统控制器通过控制IGBT的开启和关闭,来实现控制电压和电流。IGBT的优点包括高速和低开关损失,这些优点是在开关应用中不可或缺的。
总之,IGBT开通过程的分析是一个必要的步骤,以便在实际设计和应用过程中更好地理解IGBT器件的性质。因此,研究IGBT开启和关闭的关键参数,对于电子元器件的设计和优化具有重要的意义。