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IGBT主要参与应用特点

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-10-11 浏览:-

IGBT主要参与应用特点

IGBT是一种双极性功率半导体器件,由BJT(双极型三极管)和MOS管复合而成, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,特别是600V以上应用中的功率损失相当低。虽然可以通过工艺技术提高BJT的性能,但无法从根本上解决BJT的电荷存储时间(STORAGE TIME)问题。也就是说,BJT在关闭时需耗费较长时间,不适合高速切换的应用,但完全满足市电供电的应用。

IGBT基本特性包括静态特性和动态特性,其中静态特性由输出特性和转移特性组成,动态特性描述IGBT器件开关过程。

IGBT的基本特性

输出特性IC-UCE。输出特性反映集电极电流IC与集电极-发射极之间电压UCE的关系,参变量为栅极和发射极之间驱动电压UGE,由饱和区、放大区、截止区组成。

转移特性IC-UGE。反映集电极电流IC与栅极-发射极之间驱动电压UGE的关系。

动态特性。动态特性即开关特性,反映IGBT器件开关过程及开关时间参数,包括导通过程、导通、关断过程、截止四种状态。其中UGE是栅射极驱动电压,UCE是集射极电压,IC是集电极电流,ton是导通时间,toff是关断时间。

IGBT的主要参数

最大集电极电流ICM:表征IGBT的电流容量,分为直流条件下的IC和1ms脉冲条件下的ICP。

集电极-发射极最高电压UCES:表征IGBT集电极-发射极的耐压能力。目前IGBT耐压等级有600V、1000V、1200V、1400V、1700V、3300V。

栅极-发射极击穿电压UGEM:表征IGBT栅极-发射极之间能承受的最高电压,其值一般为±20V。

栅极-发射极开启电压UGE(th):指IGBT器件在一定的集电极-发射极电压UCE下,流过一定的集电极电流IC时的最小开栅电压。当栅源电压等于开启电压UGE(th)时,IGBT开始导通。

输入电容cIES:指IGBT在一定的集电极-发射极电压UCE和栅极-发射极电压UGE=0下,栅极-发射极之间的电容,表征栅极驱动瞬态电流特征。

集电极最大功耗PCM:表征IGBT最大允许功能。

开关时间:它包括导通时间ton和关系时间toff。导通时间ton又包含导通延迟时间td和上升时间tr。关断时间toff又包含关断延迟时间td和下降时间tf。

目前,新型IGBT的最高工作频率fr已超过150kHz、最高反压UCBS≥1700V、最大电流ICM已达800A、最大功率PCM达3000W、导通时间ton<50ns。

随着智能网联汽车、新能源、智慧照明、智慧交通等行业的快速发展,新型功能器件的节能功效越来越受重视,尤以IGBT为代表的快充技术更被视作未来十年的发展趋势。特别是中美贸易摩擦时期,中国国内IGBT厂商将面临前所未有的机遇。

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