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富士IGBT的工作特性介紹
日期：2025-06-04 10:18
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摘要：
IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續流二極管芯片）通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產(chǎn)品；封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上；IGBT模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點(diǎn)；當前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的多為此類(lèi)模塊化產(chǎn)品，一般所說(shuō)的IGBT也指IGBT模塊；隨著(zhù)節能環(huán)保等理念的推進(jìn)，此類(lèi)產(chǎn)品在市場(chǎng)上將越來(lái)越多見(jiàn)；IGBT是能源變換與傳輸的核心器件，俗稱(chēng)電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車(chē)與新能源裝備等領(lǐng)域應用極廣。
IGBT是強電流、高壓應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。由于實(shí)現一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道，而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS（on）數值高的特征，IGBT消除了現有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn)。雖然*新一代功率MOSFET 器件大幅度改進(jìn)了RDS（on）特性，但是在高電平時(shí)，功率導通損耗仍然要比IGBT 技術(shù)高出很多。較低的壓降，轉換成一個(gè)低VCE（sat）的能力，以及IGBT的結構，同一個(gè)標準雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡(jiǎn)化IGBT驅動(dòng)器的原理圖。
富士IGBT的工作特性：
IGBT 的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉移特性和開(kāi)關(guān)特性。
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時(shí)，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似。也可分為飽和區1 、放大區2 和擊穿特性3 部分。在截止狀態(tài)下的IGBT ，正向電壓由J2 結承擔，反向電壓由J1結承擔。如果無(wú)N+ 緩沖區，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區后，反向關(guān)斷電壓只能達到幾十伏水平，因此限制了IGBT 的某些應用范圍。
IGBT 的轉移特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的關(guān)系曲線(xiàn)。它與MOSFET 的轉移特性相同，當柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs（th） 時(shí)，IGBT 處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內， Id 與Ugs呈線(xiàn)性關(guān)系。*高柵源電壓受*大漏極電流限制，其*佳值一般取為15V左右。
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