什么是igbt
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什么是igbt
IGBT就是
大功率絕緣柵型場(chǎng)效應管 ，在大功率電源上或變頻器上廣泛使用.
1.IGBT的基本結構
絕緣柵雙極晶體管（IGBT）本質(zhì)上是一個(gè)場(chǎng)效應晶體管，只是在漏極和漏區之間多了一個(gè) P 型層。根據國際電工委員會(huì )的文件建議，其各部分名稱(chēng)基本沿用場(chǎng)效應晶體管的相應命名。
圖1所示為一個(gè)N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構，N+區稱(chēng)為源區，附于其上的電極稱(chēng)為源極。 N+ 區稱(chēng)為漏區。器件的控制區為柵區，附于其上的電極稱(chēng)為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P型區（包括P+和P一區）（溝道在該區域形成），稱(chēng)為亞溝道區（Subchannel region ）。而在漏區另一側的 P+ 區稱(chēng)為漏注入區（Drain injector ），它是 IGBT 特有的功能區，與漏區和亞溝道區一起形成 PNP 雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導電調制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入區上的電極稱(chēng)為漏極。
為了兼顧長(cháng)期以來(lái)人們的習慣，IEC規定：源極引出的電極端子（含電極端）稱(chēng)為發(fā)射極端（子），漏極引出的電極端（子）稱(chēng)為集電極端（子）。這又回到雙極晶體管的術(shù)語(yǔ)了。但僅此而已。
IGBT的結構剖面圖如圖2所示。它在結構上類(lèi)似于MOSFET ，其不同點(diǎn)在于IGBT是在N溝道功率MOSFET 的N+基板（漏極）上增加了一個(gè)P+ 基板（IGBT 的集電極），形成PN結j1 ，并由此引出漏極、柵極和源極則完全與MOSFET相似。
圖1 N溝道IGBT結構圖2 IGBT的結構剖面圖
由圖2可以看出，IGBT相當于一個(gè)由MOSFET驅動(dòng)的厚基區GTR ，其簡(jiǎn)化等效電路如圖3所示。圖中Rdr是厚基區GTR的擴展電阻。IGBT是以GTR 為主導件、MOSFET 為驅動(dòng)件的復合結構。
N溝道IGBT的圖形符號有兩種，如圖4所示。實(shí)際應用時(shí)，常使用圖2－5所示的符號。對于P溝道，圖形符號中的箭頭方向恰好相反，如圖4所示。
IGBT 的開(kāi)通和關(guān)斷是由柵極電壓來(lái)控制的。當柵極加正電壓時(shí)，MOSFET 內形成溝道，并為PNP晶體管提供基極電流，從而使IGBT導通，此時(shí)，從P+區注到N一區進(jìn)行電導調制，減少N一區的電阻 Rdr值，使高耐壓的 IGBT 也具有低的通態(tài)壓降。在柵極上加負電壓時(shí)，MOSFET 內的溝道消失，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT 即關(guān)斷。
正是由于 IGBT 是在N 溝道 MOSFET 的 N+ 基板上加一層 P+ 基板，形成了四層結構，由PNP－NPN晶體管構成 IGBT 。但是，NPN晶體管和發(fā)射極由于鋁電極短路，設計時(shí)盡可能使NPN不起作用。所以說(shuō)， IGBT 的基本工作與NPN晶體管無(wú)關(guān)，可以認為是將 N 溝道 MOSFET 作為輸入極，PNP晶體管作為輸出極的單向達林頓管。
采取這樣的結構可在 N一層作電導率調制，提高電流密度。這是因 為從 P+ 基板經(jīng)過(guò) N+ 層向高電阻的 N一層注入少量載流子的結果。 IGBT 的設計是通過(guò) PNP－NPN 晶體管的連接形成晶閘管。
2.IGBT模塊的術(shù)語(yǔ)及其特性術(shù)語(yǔ)說(shuō)明
術(shù)語(yǔ) | 符號 | 定義及說(shuō)明（測定條件參改說(shuō)明書(shū)） |
集電極、發(fā)射極間電壓 | VCES | 柵極、發(fā)射極間短路時(shí)的集電極，發(fā)射極間的最大電壓 |
柵極發(fā)極間電壓 | VGES |
關(guān)鍵詞：
igbt
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