上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常給出的漏極電流開(kāi)通時(shí)間ton 即為td (on) tri 之和,漏源電壓的下降時(shí)間由tfe1 和tfe2 組成。
IGBT的觸發(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負(fù)向電壓,柵極電壓可由不同的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生。當(dāng)選擇這些驅(qū)動(dòng)電路時(shí),必須基于以下的參數(shù)來(lái)進(jìn)行:器件關(guān)斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因?yàn)镮GBT柵極- 發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行觸發(fā),不過(guò)由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關(guān)斷偏壓應(yīng)該比許多MOSFET驅(qū)動(dòng)電路提供的偏壓更高。
IGBT在關(guān)斷過(guò)程中,漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍R驗(yàn)镸OSFET關(guān)斷后,PNP晶體管的存儲(chǔ)電荷難以迅速消除,造成漏極電流較長(zhǎng)的尾部時(shí)間,td(off)為關(guān)斷延遲時(shí)間,trv為電壓Uds(f)的上升時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成,而漏極電流的關(guān)斷時(shí)間
t(off)=td(off)+trv十t(f)
式中:td(off)與trv之和又稱為存儲(chǔ)時(shí)間。
IGBT的開(kāi)關(guān)速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來(lái)減少關(guān)斷時(shí)間,但關(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開(kāi)啟電壓約3~4V,和MOSFET相當(dāng)。IGBT導(dǎo)通時(shí)的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。
正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的需求;高壓領(lǐng)域的許多應(yīng)用中,要求器件的電壓等級(jí)達(dá)到10KV以上,目前只能通過(guò)IGBT高壓串聯(lián)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓應(yīng)用。國(guó)外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件,德國(guó)的EUPEC生產(chǎn)的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得實(shí)際應(yīng)用,日本東芝也已涉足該領(lǐng)域。與此同時(shí),各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商不斷開(kāi)發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術(shù),主要采用1um以下制作工藝,研制開(kāi)發(fā)取得一些新進(jìn)展。2013年9月12日 我國(guó)的高壓大功率3300V/50A IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)芯片及由此芯片封裝的大功率1200A/3300V IGBT模塊通過(guò),中國(guó)自此有了完全自主的IGBT“中國(guó)芯”。

超快速IGBT
國(guó)際整流器IR公司的研發(fā)重點(diǎn)在于減少IGBT的拖尾效應(yīng),使其能快速關(guān)斷,研制的超快速IGBT可大限度地減少拖尾效應(yīng),關(guān)斷時(shí)間不超過(guò)2000ns,采用高能照射分層技術(shù),關(guān)斷時(shí)間可在100ns以下,拖尾更短,重點(diǎn)產(chǎn)品專為電機(jī)控制而設(shè)計(jì),現(xiàn)有6種型號(hào),另可用在大功率電源變換器中。

IGBT/FRD
IR公司在IGBT基礎(chǔ)上推出兩款結(jié)合FRD(快速恢復(fù)二極管)的新型器件,IGBT/FRD有效結(jié)合,將轉(zhuǎn)換狀態(tài)的損耗減少20%,采用TO—247外型封裝,額定規(guī)格為1200V、25、50、75、100A,用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)和功率轉(zhuǎn)換,以IGBT及FRD為基礎(chǔ)的新技術(shù)便于器件并聯(lián),在多芯片模塊中實(shí)現(xiàn)更均勻的溫度,進(jìn)步整體可靠性。

判斷好壞
將萬(wàn)用表?yè)茉赗×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT 的集電極(C),紅表筆接IGBT 的發(fā)射極(E),此時(shí)萬(wàn)用表的指針在零位。用手指同時(shí)觸及一下柵極(G)和集電極(C),這時(shí)IGBT 被觸發(fā)導(dǎo)通,萬(wàn)用表的指針擺向阻值較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時(shí)觸及一下柵極(G)和發(fā)射極(E),這時(shí)IGBT 被阻斷,萬(wàn)用表的指針回零。此時(shí)即可判斷IGBT 是好的。
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