IGBT單管和IGBT功率模塊PIM、IPM的區(qū)別是什么？作者：海飛樂(lè)技術(shù)時(shí)間：2018-04-1218:47IGBT功率模塊采用封裝技術(shù)集成驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路和高能芯片一起的模塊，已經(jīng)從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到了智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM等。IGBT單管和IGBT功率模塊的定義不同：IGBT單管：分立IGBT，封裝較模塊小，電流通常在50A以下，常見(jiàn)有TO247、TO3P等封裝。IGBT模塊：塊化封裝就是將多個(gè)IGBT集成封裝在一起，即模塊化封裝的IGBT芯片。常見(jiàn)的有1in1,2in1,6in1等。PIM模塊：集成整流橋+制動(dòng)單元（PFC）+三相逆變（IGBT橋）；IPM模塊：即智能功率模塊，集成門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)及保護(hù)功能（熱保護(hù)，過(guò)流保護(hù)等）的IGBT模塊。IGBT單管和IGBT功率模塊的結(jié)構(gòu)不同IGBT單管為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱(chēng)為源區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為源極。P+區(qū)稱(chēng)為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱(chēng)為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱(chēng)為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用。6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FS開(kāi)頭。湖南FUJI富士IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異
使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門(mén)極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N一層的空穴（少子），對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N一層的電阻，使IGBT在高電壓時(shí)，也具有低的通態(tài)電壓。檢測(cè)IGBT好壞簡(jiǎn)便方法1、判斷極性首先將萬(wàn)用表?yè)茉赗&TImes;1KΩ擋，用萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，若某一極與其它兩極阻值為無(wú)窮大，調(diào)換表筆后該極與其它兩極的阻值仍為無(wú)窮大，則判斷此極為柵極（G）。其余兩極再用萬(wàn)用表測(cè)量，若測(cè)得阻值為無(wú)窮大，調(diào)換表筆后測(cè)量阻值較小。在測(cè)量阻值較小的一次中，則判斷紅表筆接的為集電極（C）；黑表筆接的為發(fā)射極（E）。2、判斷好壞將萬(wàn)用表?yè)茉赗&TImes;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。云南功率半導(dǎo)體IGBT模塊庫(kù)存充足英飛凌IGBT模塊選型主要是根據(jù)工作電壓，工作電流，封裝形式和開(kāi)關(guān)頻率來(lái)進(jìn)行選擇。
IGBT模塊的結(jié)溫控制對(duì)于延長(zhǎng)模塊的壽命具有重要意義。4.溫度對(duì)模塊的安全性的影響IGBT模塊的結(jié)溫升高會(huì)導(dǎo)致模塊的安全性下降。當(dāng)結(jié)溫超過(guò)一定溫度時(shí)，模塊內(nèi)部元器件會(huì)出現(xiàn)失效現(xiàn)象，從而導(dǎo)致模塊的短路或開(kāi)路，總之，IGBT模塊結(jié)溫的變化對(duì)模塊的電性能、可靠性、壽命和安全性等多個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)IGBT模塊的結(jié)溫進(jìn)行控制，以保證模塊的正常工作和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。對(duì)設(shè)備和人員的安全造成威脅。IGBT的額定電壓要求高于直流母線電壓的兩倍
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(chǎng)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(kāi)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。IGBT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(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱(chēng)為源區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為源極。N+區(qū)稱(chēng)為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱(chēng)為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱(chēng)為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱(chēng)為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱(chēng)為漏極。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流。模塊可以用于率封裝，比如450A，600A，800A等。
可控硅可控硅簡(jiǎn)稱(chēng)SCR，是一種大功率電器元件，也稱(chēng)晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了的應(yīng)用?？煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅，簡(jiǎn)稱(chēng)TRIAC。雙向可控硅在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接，這種可控硅具有雙向?qū)üδ?。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖（或負(fù)脈沖）可使其正向（或反向）導(dǎo)通。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單，沒(méi)有反向耐壓?jiǎn)栴}，因此特別適合做交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)使用。IGBTIGBT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(chǎng)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(kāi)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。IGBT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(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。4單元的全橋IGBT拓?fù)?以F4開(kāi)頭。這個(gè)目前已經(jīng)停產(chǎn)，大家不要選擇。重慶Semikron西門(mén)康SKM100GB12T4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)
Infineon那邊給出的解釋為:IGBT的“損耗”包括“導(dǎo)通損耗”和“開(kāi)關(guān)損耗”。湖南FUJI富士IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異
有無(wú)緩沖區(qū)決定了IGBT具有不同特性。有N*緩沖區(qū)的IGBT稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)型IGBT，也稱(chēng)穿通型IGBT。它具有正向壓降小、犬?dāng)鄷r(shí)間短、關(guān)斷時(shí)尾部電流小等優(yōu)點(diǎn)，但其反向阻斷能力相對(duì)較弱。無(wú)N-緩沖區(qū)的IGBT稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)型IGBT，也稱(chēng)非穿通型IGBT。它具有較強(qiáng)的正反向阻斷能力，但它的其他特性卻不及非對(duì)稱(chēng)型IGBT。如圖2-42(b)所示的簡(jiǎn)化等效電路表明，IGBT是由GTR與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中的部分是MOSFET驅(qū)動(dòng)，另一部分是厚基區(qū)PNP型晶體管。五、IBGT的工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IGBT相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNP型晶體管，它的簡(jiǎn)化等效電路如圖2-42(b)所示，圖中的RN為PNP晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。從該等效電路可以清楚地看出，IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管，MOSFET為N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所以這種結(jié)構(gòu)的IGBT稱(chēng)為N溝道IIGBT，其符號(hào)為N-IGBT。類(lèi)似地還有P溝道IGBT，即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號(hào)如圖2-42(c)所示。IGBT是—種場(chǎng)控器件，它的開(kāi)通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定，當(dāng)柵射電壓UCE為正且大于開(kāi)啟電壓UCE（th）時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進(jìn)而使IGBT導(dǎo)通，此時(shí)，從P+區(qū)注入N-的空穴。湖南FUJI富士IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異