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IGBT绝缘栅双极晶体管电路与特性

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-11-22 浏览:-

IGBT是半导体器件,IGBT的缩写是绝缘栅双极晶体管。它由具有大范围双极性载流能力的三个端子组成。IGBT的设计者认为这是一种具有CMOS输入和双极性输出的压控双极性器件。IGBT的设计可以使用单片形式的BJT和MOSFET晶体管之类的两种器件来完成。它结合了两者的最佳资产,以实现最佳的器件特性。绝缘栅双极晶体管的应用包括电源电路,脉冲宽度调制,电力电子设备,不间断电源等等。该设备用于提高性能,效率并降低可听噪声级。它也固定在谐振模式转换器电路中。优化的绝缘栅双极晶体管可实现低导通和开关损耗。

绝缘栅双极晶体管

绝缘栅双极晶体管

绝缘栅双极晶体管

绝缘栅双极型晶体管是三端半导体器件,这些端分别称为栅极,发射极和集电极。IGBT的发射极和集电极端子与电导路径相关联,而栅极端子与它的控制相关联。放大倍数的计算是通过IGBT的i / p&o / p信号广播的。对于常规的BJT,增益的总和几乎等于无线电与输出电流之间的比值,对输入电流而言称为β。绝缘栅双极型晶体管主要用于 MOSFETS或BJT等放大器电路。

IGBT主要用于BJT或MOSFET等小信号放大器电路。当晶体管结合了放大器电路的较低传导损耗时,就会出现理想的固态开关,这对于功率电子的许多应用而言都是完美的。

只需通过激活和禁用其栅极端子即可将IGBT导通和关断。栅极和发射极端子上的恒定电压+ Ve i / p信号将使器件保持处于活动状态,而假设输入信号将使其类似于BJT或MOSFET则变为“ OFF”。

IGBT的基本结构

N沟道IGBT的基本结构如下所示。该器件的结构简单,IGBT的Si部分几乎与MOSFET的垂直功率(不包括P +注入层)相似。它具有与N +源区相同的金属氧化物半导体栅极和P阱结构。在下面的结构中,N +层由四层组成,位于上层的N +层称为源极,最下层的N +层称为集电极或漏极。

IGBT有两种,即非穿通IGBT(NPT IGBTS)和穿通IGBT(PT IGBT)。将这两个IGBT定义为,当IGBT设计有N +缓冲层时,则称为PT IGBT,类似地,当IGBT设计没有N +缓冲层时,则称为NPT IGBT。可以通过现有的缓冲层来提高IGBT的性能。IGBT的运行速度快于功率BJT和功率MOSFET。

RB电阻指示NPN晶体管的BE端子,以确认晶闸管没有闭锁,这将导致IGBT闭锁。晶体管表示任意两个相邻的IGBT单元之间的电流结构。它可以使MOSFET并支持大部分电压。IGBT的电路符号如下所示,它包含三个端子,即发射极,栅极和集电极。

IGBT特性

感应栅双极晶体管是一种电压控制器件,它仅需在栅极端子上施加少量电压即可继续通过器件导通。

由于IGBT是电压控制的器件,因此它只需要栅极上的小电压即可维持通过器件的导通,这与BJT一样,后者需要始终提供足够多的基极电流以保持饱和。

IGBT可以在正向(集电极到发射极)的单向方向上切换电流,而MOSFET具有双向电流切换能力。因为,它仅在向前方向上进行控制。

IGBT的栅极驱动电路的工作原理类似于N沟道功率MOSFET。主要区别在于,在IGBT中,当电流通过处于工作状态的设备时,导电通道提供的电阻非常小。因此,与相应的功率MOSFET相比,电流额定值更高。

因此,这全部与绝缘栅双极晶体管的工作和特性有关。我们已经注意到,它是一种半导体开关器件,具有诸如MOSFET的控制能力和BJT的o / p特性。

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