IGBT的基礎(chǔ)知識(shí)介紹

一、IGBT是什么？

IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由（BJT）雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有（MOSFET）金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管（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(dòng)電流較大；（因?yàn)閂be=0.7V,而Ic可以很大（跟PN結(jié)材料和厚度有關(guān)））MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。（因?yàn)镸OS管有Rds，如果Ids比較大，就會(huì)導(dǎo)致Vds很大）

IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

IGBT最主要的作用就是把高壓直流變?yōu)榻涣?，以及變頻（所以用在電動(dòng)車上比較多）。

二、IGBT的工作原理

忽略復(fù)雜的半導(dǎo)體物理推導(dǎo)過程，下面是簡化后的工作原理。

IGBT有N溝道型和P溝道型兩種，主流的N溝道IGBT的電路圖符號(hào)及其等效電路如下：

所以整個(gè)過程就很簡單：

當(dāng)柵極G為高電平時(shí)，NMOS導(dǎo)通，所以PNP的CE也導(dǎo)通，電流從CE流過。

當(dāng)柵極G為低電平時(shí)，NMOS截止，所以PNP的CE截止，沒有電流流過。

IGBT與MOSFET不同，內(nèi)部沒有寄生的反向二極管，因此在實(shí)際使用中(感性負(fù)載)需要搭配適當(dāng)?shù)目旎謴?fù)二極管。

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