但是在高電平時(shí)，功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT技術(shù)高出很多。較低的壓降，轉(zhuǎn)換成一個(gè)低VCE（sat）的能力，以及IGBT的結(jié)構(gòu)，同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡(jiǎn)化IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理圖。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(méi)有增加這個(gè)部分）。如等效電路圖所示（圖1），其中一個(gè)MOSFET驅(qū)動(dòng)兩個(gè)雙極器件?；膽?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，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(yáng)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）；一個(gè)空穴電流（雙極）。關(guān)斷當(dāng)在柵極施加一個(gè)負(fù)偏壓或柵壓低于門(mén)限值時(shí)，溝道被禁止，沒(méi)有空穴注入N-區(qū)內(nèi)。在任何情況下，如果MOSFET電流在開(kāi)關(guān)階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是因?yàn)閾Q向開(kāi)始后，在N層內(nèi)還存在少數(shù)的載流子（少子）。這種殘余電流值。這些IGBT是汽車(chē)級(jí)別的，屬于特種模塊，價(jià)格偏貴。浙江富士功率模塊IGBT模塊代理貨源
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，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。IGBT單管產(chǎn)品圖IGBT單管結(jié)構(gòu)圖IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動(dòng)，各種驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，高性能IGBT芯片，新型封裝技術(shù)，從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展，其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于變頻調(diào)速外，600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車(chē)VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB，用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB，降低電路接線電感，提高系統(tǒng)效率，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)成功第二代IPEM，其中所有的無(wú)源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點(diǎn)。天津功率半導(dǎo)體IGBT模塊庫(kù)存充足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”。
分兩種情況：②若柵-射極電壓UGE＜Uth，溝道不能形成，IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。②若柵-射極電壓UGE＞Uth，柵極溝道形成，IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)（正常工作）。此時(shí)，空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減少N基區(qū)電阻RN的值，使IGBT通態(tài)壓降降低。IGBT各世代的技術(shù)差異回顧功率器件過(guò)去幾十年的發(fā)展，1950-60年代雙極型器件SCR,GTR,GTO，該時(shí)段的產(chǎn)品通態(tài)電阻很??；電流控制，控制電路復(fù)雜且功耗大；1970年代單極型器件VD-MOSFET。但隨著終端應(yīng)用的需求，需要一種新功率器件能同時(shí)滿足：驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,以降低成本與開(kāi)關(guān)功耗、通態(tài)壓降較低，以減小器件自身的功耗。1980年代初,試圖把MOS與BJT技術(shù)集成起來(lái)的研究，導(dǎo)致了IGBT的發(fā)明。1985年前后美國(guó)GE成功試制工業(yè)樣品（可惜后來(lái)放棄）。自此以后，IGBT主要經(jīng)歷了6代技術(shù)及工藝改進(jìn)。從結(jié)構(gòu)上講，IGBT主要有三個(gè)發(fā)展方向：1）IGBT縱向結(jié)構(gòu)：非透明集電區(qū)NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區(qū)NPT型和FS電場(chǎng)截止型；2）IGBT柵極結(jié)構(gòu)：平面柵機(jī)構(gòu)、Trench溝槽型結(jié)構(gòu)；3）硅片加工工藝：外延生長(zhǎng)技術(shù)、區(qū)熔硅單晶；其發(fā)展趨勢(shì)是：①降低損耗②降低生產(chǎn)成本總功耗＝通態(tài)損耗(與飽和電壓VCEsat有關(guān))+開(kāi)關(guān)損耗(EoffEon)。
當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時(shí)將導(dǎo)致IGBT模塊發(fā)熱，而發(fā)生故障。因此對(duì)散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)將報(bào)警或停止IGBT模塊工作。三、IGBT驅(qū)動(dòng)電路IGBT驅(qū)動(dòng)電路的作用主要是將單片機(jī)脈沖輸出的功率進(jìn)行放大，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)IGBT功率器件的目的。在保證IGBT器件可靠、穩(wěn)定、安全工作的前提，驅(qū)動(dòng)電路起到至關(guān)重要的作用。IGBT的等效電路及符合如圖1所示,IGBT由柵極正負(fù)電壓來(lái)控制。當(dāng)加上正柵極電壓時(shí),管子導(dǎo)通;當(dāng)加上負(fù)柵極電壓時(shí),管子關(guān)斷。IGBT具有和雙極型電力晶體管類(lèi)似的伏安特性,隨著控制電壓UGE的增加,特性曲線上移。開(kāi)關(guān)電源中的IGBT通過(guò)UGE電平的變化,使其在飽和與截止兩種狀態(tài)交替工作。(1)提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷?使IGBT能可靠地開(kāi)通和關(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時(shí)IGBT通態(tài)壓降和開(kāi)通損耗均下降,但若UGE過(guò)大,則負(fù)載短路時(shí)其IC隨UGE增大而增大,對(duì)其安全不利,使用中選UGEν15V為好。負(fù)偏電壓可防止由于關(guān)斷時(shí)浪涌電流過(guò)大而使IGBT誤導(dǎo)通,一般選UGE=-5V為宜。(2)IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間應(yīng)綜合考慮?？焖匍_(kāi)通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開(kāi)關(guān)損耗。但在大電感負(fù)載下,IGBT的開(kāi)頻率不宜過(guò)大。IGBT命名方式中，能體現(xiàn)IGBT芯片的年代。
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。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。內(nèi)蒙古Mitsubishi 三菱IGBT模塊批發(fā)采購(gòu)
英飛凌IGBT模塊是按殼溫Tc=80℃或100℃來(lái)標(biāo)稱(chēng)其比較大允許通過(guò)的集電極電流（Ic)。浙江富士功率模塊IGBT模塊代理貨源
對(duì)于IGBT模塊我們還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。逆變器IGBT模塊檢測(cè):將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔,測(cè)試IGBT模塊c1e1、c2e2之間以及柵極G與e1、e2之間正反向二極管特性,來(lái)判斷IGBT模塊是否完好。以六相模塊為例。將負(fù)載側(cè)U、V、W相的導(dǎo)線拆除,使用二極管測(cè)試檔，紅表筆接P(集電極c1)，黑表筆依次測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為；將表筆反過(guò)來(lái)，黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N（發(fā)射極e2），黑表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為。各相之間的正反向特性應(yīng)相同，若出現(xiàn)差別說(shuō)明IGBT模塊性能變差，應(yīng)予更換。IGBT模塊損壞時(shí),只有擊穿短路情況出現(xiàn)。紅、黑兩表筆分別測(cè)柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性,萬(wàn)用表兩次所測(cè)的數(shù)值都為，這時(shí)可判定IGBT模塊門(mén)極正常。如果有數(shù)值顯示,則門(mén)極性能變差，此模塊應(yīng)更換。當(dāng)正反向測(cè)試結(jié)果為零時(shí),說(shuō)明所檢測(cè)的一相門(mén)極已被擊穿短路。門(mén)極損壞時(shí)電路板保護(hù)門(mén)極的穩(wěn)壓管也將擊穿損壞。2、你還可以利用參數(shù)P372選擇模擬運(yùn)行功能，來(lái)檢查是否功率器件被損壞，或者觸發(fā)脈沖的邏輯關(guān)系是否正確。浙江富士功率模塊IGBT模塊代理貨源