絕緣柵雙極晶體管
發布時間:2013/5/28 20:35:32 訪問次數:1148
絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)是20世紀80年代發展EA2-5V起來的一種新型復合器件。IGBT綜合了功率MOSFET和GTR的優點,具有良好的特性,有更廣泛的應用領域。目前IGBT的電流和電壓等級已達2500A/4500V,關斷時間已縮短到lOns級,工作頻率達50kHz,擎住現象得到改善,安全工作區( SOA)擴大。這些優越的性能使得IGBT成為大功率開關電源、逆變器等電力電子裝置的理想功率器件。
由N溝道功率MOSFET與電力(雙極型)晶體管組合而成的IGBT結構,簡化將圖9-1 (a)所示的IGBT結構與功率MOSFET結構相對照,不難發現這兩種器件的結構十分相似,不同之處在于IGBT比功率MOSFET多一層P+注入區,從而形成一個大面積的P+N結Jl,這祥就使得IGBT導通時可由P+注入區向N基區發射少數載流子(即空穴),對漂移區電導率進行調制,因而IGBT具有很強的電流控制能力。
圖9-1 IGBT昀結構、簡化等效電路和電氣圖形符號
(a)內部結構斷面示意圖;(b)簡化等效電路;(c)電氣圖形符號
介于P+注入區與N+漂移區之間的N+層稱為緩沖區。有無緩沖區可以獲得不同特性的IGBT。有N+緩沖區的IGBT稱為非對稱型(也稱穿通型)IGBT。它具有正向壓降小、關斷時間短、關斷時尾部電流小等優點,但反向阻斷能力相對較弱。無N+緩沖區的IGBT稱為對稱型(也稱非穿通型)IGBT。這種IGBT具有較強的正反向阻斷能力,但其他特性卻不及非對稱型IGBT。目前以上兩種結構的IGBT均有產品。在圖9-1 (a)中,C為集電極,E為發射極,G為柵極(也稱門極)。該器件的電路圖形符號如圖9-1 (c)所示,圖中所示箭頭表示IGBT中電流流動的方向(P溝道IGBT的箭頭與其相反)。
絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)是20世紀80年代發展EA2-5V起來的一種新型復合器件。IGBT綜合了功率MOSFET和GTR的優點,具有良好的特性,有更廣泛的應用領域。目前IGBT的電流和電壓等級已達2500A/4500V,關斷時間已縮短到lOns級,工作頻率達50kHz,擎住現象得到改善,安全工作區( SOA)擴大。這些優越的性能使得IGBT成為大功率開關電源、逆變器等電力電子裝置的理想功率器件。
由N溝道功率MOSFET與電力(雙極型)晶體管組合而成的IGBT結構,簡化將圖9-1 (a)所示的IGBT結構與功率MOSFET結構相對照,不難發現這兩種器件的結構十分相似,不同之處在于IGBT比功率MOSFET多一層P+注入區,從而形成一個大面積的P+N結Jl,這祥就使得IGBT導通時可由P+注入區向N基區發射少數載流子(即空穴),對漂移區電導率進行調制,因而IGBT具有很強的電流控制能力。
圖9-1 IGBT昀結構、簡化等效電路和電氣圖形符號
(a)內部結構斷面示意圖;(b)簡化等效電路;(c)電氣圖形符號
介于P+注入區與N+漂移區之間的N+層稱為緩沖區。有無緩沖區可以獲得不同特性的IGBT。有N+緩沖區的IGBT稱為非對稱型(也稱穿通型)IGBT。它具有正向壓降小、關斷時間短、關斷時尾部電流小等優點,但反向阻斷能力相對較弱。無N+緩沖區的IGBT稱為對稱型(也稱非穿通型)IGBT。這種IGBT具有較強的正反向阻斷能力,但其他特性卻不及非對稱型IGBT。目前以上兩種結構的IGBT均有產品。在圖9-1 (a)中,C為集電極,E為發射極,G為柵極(也稱門極)。該器件的電路圖形符號如圖9-1 (c)所示,圖中所示箭頭表示IGBT中電流流動的方向(P溝道IGBT的箭頭與其相反)。
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