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富士IGBT的工作特性介紹
日期:2025-07-21 12:27
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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)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品;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;當前市場上銷售的多為此類模塊化產品,一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節能環保等理念的推進,此類產品在市場上將越來越多見;IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰略性新興產業,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。
IGBT是強電流、高壓應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。由于實現一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道,而這個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。雖然*新一代功率MOSFET 器件大幅度改進了RDS(on)特性,但是在高電平時,功率導通損耗仍然要比IGBT 技術高出很多。較低的壓降,轉換成一個低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結構,同一個標準雙極器件相比,可支持更高電流密度,并簡化IGBT驅動器的原理圖。
富士IGBT的工作特性:
IGBT 的靜態特性主要有伏安特性、轉移特性和開關特性。
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時,漏極電流與柵極電壓之間的關系曲線。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。在截止狀態下的IGBT ,正向電壓由J2 結承擔,反向電壓由J1結承擔。如果無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 之間的關系曲線。它與MOSFET 的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) 時,IGBT 處于關斷狀態。在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內, Id 與Ugs呈線性關系。*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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