絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物。其主體部分與晶體管相同，也有集電極和發(fā)射極，但驅(qū)動(dòng)部分卻和場效應(yīng)晶體管相同，是絕緣柵結(jié)構(gòu)。IGBT的工作特點(diǎn)是，控制部分與場效應(yīng)晶體管相同，控制信號(hào)為電壓信號(hào)UGE，輸人阻抗很高，柵極電流IG≈0，故驅(qū)動(dòng)功率很小。而其主電路部分則與GTR相同，工作電流為集電極電流，工作頻率可達(dá)20kHz。由IGBT作為逆變器件的變頻器載波頻率一般都在10kHz以上，故電動(dòng)機(jī)的電流波形比較平滑，基本無電磁噪聲。雖然硅雙極型及場控型功率器件的研究已趨成熟，但是它們的性能仍待提高和改善，而1996年出現(xiàn)的集成門極換流晶閘管（IGCT）有迅速取代GTO的趨勢。集成門極換流晶閘管（IGCT）是將門極驅(qū)動(dòng)電路與門極換流晶閘管GCT集成于一個(gè)整體形成的器件。門極換流晶閘管GCT是基于GTO結(jié)構(gòu)的一個(gè)新型電力半導(dǎo)體器件，它不僅與GTO有相同的高阻斷能力和低通態(tài)壓降，而且有與IGBT相同的開關(guān)性能，兼有GTO和IGBT之所長，是一種較理想的兆瓦級(jí)、中壓開關(guān)器件。IGCT芯片在不串不并的情況下，二電平逆變器容量～3MVA，三電平逆變器1～6MVA；若反向二極管分離，不與IGCT集成在一起，二電平逆變器容量可擴(kuò)至，三電平擴(kuò)至9MVA。目前IGCT已經(jīng)商品化。 產(chǎn)品均采用全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路，實(shí)現(xiàn)了控制電路和晶閘管主電路集成一體化。內(nèi)蒙古進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊廠家供應(yīng)
IGBT與MOSFET的開關(guān)速度比較因功率MOSFET具有開關(guān)速度快，峰值電流大，容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，dV/dt耐量高等優(yōu)點(diǎn)，在小功率電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于導(dǎo)通特性受和額定電壓的影響很大，而且工作電壓較高時(shí)，MOSFET固有的反向二極管導(dǎo)致通態(tài)電阻增加，因此在大功率電子設(shè)備中的應(yīng)用受至限制。IGBT是少子器件，它不但具有非常好的導(dǎo)通特性，而且也具有功率MOSFET的許多特性，如容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，峰值電流大，堅(jiān)固耐用等，一般來講，IGBT的開關(guān)速度低于功率MOSET，但是IR公司新系列IGBT的開關(guān)特性非常接近功率MOSFET，而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。由于IGBT內(nèi)部不存在反向二極管，用戶可以靈活選用外接恢復(fù)二極管，這個(gè)特性是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作頻率，二極管的價(jià)格和電流容量等參數(shù)來衡量。IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，電路符號(hào)及等效電路如圖1所示?？梢钥闯?，2020-03-30開關(guān)電源設(shè)計(jì)：何時(shí)選擇BJT優(yōu)于MOSFET開關(guān)電源電氣可靠性設(shè)計(jì)1供電方式的選擇集中式供電系統(tǒng)各輸出之間的偏差以及由于傳輸距離的不同而造成的壓差降低了供電質(zhì)量，而且應(yīng)用單臺(tái)電源供電，當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。分布式供電系統(tǒng)因供電單元靠近負(fù)載，改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 湖北代理英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式Infineon的IGBT模塊常用的電壓為:600V，1200V，1700V。
晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅；晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)極：陽極，陰極和門極；晶閘管工作條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。晶閘管簡稱為SCR，IGBT的中文名稱為絕緣柵雙極型晶體管。IGBT等效為由BJT（雙極型三極管）加MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）。IGBT為全控型器件，SCR為半控型器件。IGBT模塊已經(jīng)在很多運(yùn)用場合取代了SCR。SCR是通過電流來控制，IGBT通過電壓來控制。SCR需要電流脈沖驅(qū)動(dòng)開通，一旦開通，通過門極無法關(guān)斷。SCR的開關(guān)時(shí)間較長，所以頻率不能太高，一般在3-5KHZ左右；IGBT的開關(guān)頻率較高。IGBT模塊可達(dá)30KHZ左右，IGBT單管開關(guān)頻率更高，達(dá)50KHZ以上。晶閘管和IGBT有什么區(qū)別？功率晶閘管（SCR）在過去相當(dāng)一段時(shí)間里，幾乎是能夠承受高電壓和大電流的半導(dǎo)體器件。因此，針對SCR的不足，人們又研制開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管（GTO）。用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果，但其關(guān)斷控制較易失敗，仍較復(fù)雜，工作頻率也不夠高。幾乎與此同時(shí)，電力晶體管（GTR）迅速發(fā)展了起來。
一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。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。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。通俗來講:IGBT是一種大功率的電力電子器件，是一個(gè)非通即斷的開關(guān)，IGBT沒有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線，斷開時(shí)當(dāng)做開路。三大特點(diǎn)就是高壓、大電流、高速。二、IGBT模塊IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor（絕緣柵雙極型晶體管）的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)。 大家選擇的時(shí)候，盡量選擇新一代的IGBT，芯片技術(shù)有所改進(jìn)，IGBT的內(nèi)核溫度將有很大的提升。
所有人都知道IGBT的標(biāo)準(zhǔn)定義，但是很少有人詳細(xì)地、系統(tǒng)地從這句話抽絲剝繭，一層一層地分析為什么定義里說IGBT是由BJT和MOS組成的，它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系，在應(yīng)用的時(shí)候，什么時(shí)候能選擇IGBT、什么時(shí)候選擇BJT、什么時(shí)候又選擇MOSFET管。這些問題其實(shí)并非很難，你跟著我看下去，就能窺見其區(qū)別及聯(lián)系。為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件？要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關(guān)系，就必須對這三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有大致的了解。BJT：雙極性晶體管，俗稱三極管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（以PNP型BJT為例）如下圖所示。BJT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)如同我上篇文章（IGBT這玩意兒——從名稱入手）講的，雙極性即意味著器件內(nèi)部有空穴和電子兩種載流子參與導(dǎo)電，BJT既然叫雙極性晶體管，那其內(nèi)部也必然有空穴和載流子，理解這兩種載流子的運(yùn)動(dòng)是理解BJT工作原理的關(guān)鍵。由于圖中e（發(fā)射極）的P區(qū)空穴濃度要大于b（基極）的N區(qū)空穴濃度，因此會(huì)發(fā)生空穴的擴(kuò)散，即空穴從P區(qū)擴(kuò)散至N區(qū)。同理，e（發(fā)射極）的P區(qū)電子濃度要小于b（基極）的N區(qū)電子濃度，所以電子也會(huì)發(fā)生從N區(qū)到P區(qū)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)終會(huì)造成在發(fā)射結(jié)上出現(xiàn)一個(gè)從N區(qū)指向P區(qū)的電場，即內(nèi)建電場。 IGBT工作電流能有150A，200A，300A，400A，450A。湖北代理英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式
第四代IGBT命名的后綴為:T4，S4，E4，P4。內(nèi)蒙古進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊廠家供應(yīng)
該電場會(huì)阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴(kuò)散。倘若我們在發(fā)射結(jié)添加一個(gè)正偏電壓（p正n負(fù)），來減弱內(nèi)建電場的作用，就能使得空穴能繼續(xù)向N區(qū)擴(kuò)散。擴(kuò)散至N區(qū)的空穴一部分與N區(qū)的多數(shù)載流子——電子發(fā)生復(fù)合，另一部分在集電結(jié)反偏（p負(fù)n正）的條件下通過漂移抵達(dá)集電極，形成集電極電流。值得注意的是，N區(qū)本身的電子在被來自P區(qū)的空穴復(fù)合之后，并不會(huì)出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況，因?yàn)閎電極（基極）會(huì)提供源源不斷的電子以保證上述過程能夠持續(xù)進(jìn)行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關(guān)系有很大幫助。MOSFET：金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，簡稱場效晶體管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（以N-MOSFET為例）如下圖所示。MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)在P型半導(dǎo)體襯底上制作兩個(gè)N+區(qū)，一個(gè)稱為源區(qū)，一個(gè)稱為漏區(qū)。漏、源之間是橫向距離溝道區(qū)。在溝道區(qū)的表面上，有一層由熱氧化生成的氧化層作為介質(zhì)，稱為絕緣柵。在源區(qū)、漏區(qū)和絕緣柵上蒸發(fā)一層鋁作為引出電極，就是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。上節(jié)我們提到過一句，MOSFET管是壓控器件，它的導(dǎo)通關(guān)斷受到柵極電壓的控制。我們從圖上觀察，發(fā)現(xiàn)N-MOSFET管的源極S和漏極D之間存在兩個(gè)背靠背的pn結(jié)，當(dāng)柵極-源極電壓VGS不加電壓時(shí)。 內(nèi)蒙古進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊廠家供應(yīng)