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。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(qū)1 、放大區(qū)2 和擊穿特性3 部分。在截止?fàn)顟B(tài)下的IGBT ，正向電壓由J2 結(jié)承擔(dān)，反向電壓由J1結(jié)承擔(dān)。如果無N+ 緩沖區(qū)，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區(qū)后，反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平，因此限制了IGBT 的某些應(yīng)用范圍。IGBT 的轉(zhuǎn)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。它與MOSFET 的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) 時(shí)，IGBT 處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT 導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)， Id 與Ugs呈線性關(guān)系。比較高柵源電壓受比較大漏極電流限制，其比較好值一般取為15V左右。IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與電力MOSFET基本相同，通斷由柵射極電壓uGE決定。黃浦區(qū)質(zhì)量IGBT模塊設(shè)計(jì)

IGBT功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）構(gòu)成的功率模塊。由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離，具有出色的器件性能。廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、變頻器、變頻家電等領(lǐng)域。IGBT功率模塊是電壓型控制，輸入阻抗大，驅(qū)動(dòng)功率小，控制電路簡(jiǎn)單，開關(guān)損耗小，通斷速度快，工作頻率高，元件容量大等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)質(zhì)是個(gè)復(fù)合功率器件，它集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一體化。又因先進(jìn)的加工技術(shù)使它通態(tài)飽和電壓低，開關(guān)頻率高（可達(dá)20khz），這兩點(diǎn)非常顯著的特性，**近西門子公司又推出低飽和壓降（2.2v）的npt-IGBT性能更佳，相繼東芝、富士、ir,摩托羅拉亦已在開發(fā)研制新品種。黃浦區(qū)質(zhì)量IGBT模塊設(shè)計(jì)在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時(shí)間之間折衷的更重要的改進(jìn)。

為了抑制n+pn-寄生晶體管的工作IGBT采用盡量縮小p+n-p晶體管的電流放大系數(shù)α作為解決閉鎖的措施。具體地來說，p+n-p的電流放大系數(shù)α設(shè)計(jì)為0.5以下。 IGBT的閉鎖電流IL為額定電流（直流）的3倍以上。IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與電力MOSFET基本相同，通斷由柵射極電壓uGE決定。 [2]導(dǎo)通IGBT硅片的結(jié)構(gòu)與功率MOSFET 的結(jié)構(gòu)十分相似，主要差異是IGBT增加了P+ 基片和一個(gè)N+ 緩沖層（NPT-非穿通-IGBT技術(shù)沒有增加這個(gè)部分），其中一個(gè)MOSFET驅(qū)動(dòng)兩個(gè)雙極器件。

基片的應(yīng)用在管體的P+和N+ 區(qū)之間創(chuàng)建了一個(gè)J1結(jié)。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時(shí)，一個(gè)N溝道形成，同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)電子流，并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。如果這個(gè)電子流產(chǎn)生的電壓在0.7V范圍內(nèi)，那么，J1將處于正向偏壓，一些空穴注入N-區(qū)內(nèi)，并調(diào)整陰陽極之間的電阻率，這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗，并啟動(dòng)了第二個(gè)電荷流。***的結(jié)果是，在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時(shí)出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€(gè)電子流(MOSFET 電流)；空穴電流（雙極）。 [4]uGE大于開啟電壓UGE(th)時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流，IGBT導(dǎo)通。 [2]IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。

當(dāng)柵極和發(fā)射極短接并在集電極端子施加一個(gè)正電壓時(shí)，P/NJ3結(jié)受反向電壓控制。此時(shí)，仍然是由N漂移區(qū)中的耗盡層承受外部施加的電壓。 [2]閂鎖IGBT在集電極與發(fā)射極之間有一個(gè)寄生PNPN晶閘管。在特殊條件下，這種寄生器件會(huì)導(dǎo)通。這種現(xiàn)象會(huì)使集電極與發(fā)射極之間的電流量增加，對(duì)等效MOSFET的控制能力降低，通常還會(huì)引起器件擊穿問題。晶閘管導(dǎo)通現(xiàn)象被稱為IGBT閂鎖，具體地說，這種缺陷的原因互不相同，與器件的狀態(tài)有密切關(guān)系。通常情況下，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)閂鎖有如下主要區(qū)別：特別是用作高頻開關(guān)時(shí)，由于開關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。黃浦區(qū)質(zhì)量IGBT模塊設(shè)計(jì)

在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓。黃浦區(qū)質(zhì)量IGBT模塊設(shè)計(jì)

Q 為柵極電荷，可參考IGBT模塊參數(shù)手冊(cè)。例如，常見IGBT驅(qū)動(dòng)器(如TX-KA101)輸出正電壓15V，負(fù)電壓-9V，則U=24V，假設(shè) F=10KHz，Q=2.8uC可計(jì)算出 P=0.67w ，柵極電阻應(yīng)選取2W電阻，或2個(gè)1W電阻并聯(lián)。三、設(shè)置柵極電阻的其他注意事項(xiàng)1、盡量減小柵極回路的電感阻抗，具體的措施有：a)驅(qū)動(dòng)器靠近IGBT減小引線長(zhǎng)度；b) 驅(qū)動(dòng)的柵射極引線絞合，并且不要用過粗的線；c) 線路板上的 2 根驅(qū)動(dòng)線的距離盡量靠近；d) 柵極電阻使用無感電阻；e) 如果是有感電阻，可以用幾個(gè)并聯(lián)以減小電感。2、IGBT 開通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻黃浦區(qū)質(zhì)量IGBT模塊設(shè)計(jì)

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