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英飛凌igbt的特點與應(yīng)用

日期：2024-12-22 08:58
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摘要：
    英飛凌igbt（絕緣柵雙極晶體管）絕緣柵雙極晶體管是由BJT（雙極晶體管）和MOS（絕緣柵場效應(yīng)晶體管）組成的復(fù)合完全控制電壓驅(qū)動功率半導(dǎo)體器件，其具有兩個MOSFET。 GTR的高輸入阻抗和低導(dǎo)通電壓降的優(yōu)點。 GTR飽和電壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流大; MOSFET驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通電壓降大，且載流密度小。 IGBT結(jié)合了上述兩種器件的優(yōu)點，具有低驅(qū)動功率和降低的飽和電壓。適用于直流電壓為600V及以上的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，如交流電機、逆變器、開關(guān)電源、照明電路、牽引驅(qū)動和其他領(lǐng)域。

    從上面的結(jié)構(gòu)和右邊的等效電路圖可以了解，它有兩個等效的BJT背對背鏈路。它實際上是PNPN的晶閘管，不是我們故意制造的，而是由結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。正如我在5個月前關(guān)于Latch-up的文章（http://ic-..cn/？P=511)，這種結(jié)構(gòu)致命的是鎖存。控制鎖存的關(guān)鍵是控制Rs，只要它滿足α1+α2<1。

    此外，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是提高電流驅(qū)動能力，但缺點是當器件關(guān)斷時，通道在沒有許多子電流的情況下被快速地切斷，但是仍然有一些子孔被注入到集電器(排水)端子，因此整個器件的電流需要緩慢地t甩掉（尾流），影響設(shè)備的關(guān)閉時間和工作頻率。這是開關(guān)器件的一大禁忌，因此在P+和N-驅(qū)動器之間引入N+緩沖層結(jié)構(gòu)。該層的功能是使從收集器注入的孔在器件關(guān)斷時迅速終止于N+中。

    結(jié)合緩沖層以提高開關(guān)頻率。我們稱這種結(jié)構(gòu)為PT-IGBT（穿透型），而NPT-IGBT沒有N+緩沖區(qū)。

    一般來說，NPT-IGBT比PT-IGBT的Vce(sat)高，主要是因為NPT是正溫度系數(shù)(P+襯底比空穴注入薄)，而PT是負溫度系數(shù)(因為P襯底較厚，所以晶體管的基極調(diào)制效應(yīng)明顯)，Vce(sat)決定開關(guān)損耗，所以NPT必須如果需要相同的Vce(sat)，則增加DRI。FT厚度，所以Ron增加。

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