斬波是電力電子控制中的一項(xiàng)變流技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-09 23:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較比單一管芯的晶閘管在可靠性方面明顯降低?！ 《? IGBT的擎住效應(yīng) IGBT的簡(jiǎn)化等效電路如圖3所示:圖3 IGBT的等效電路及晶閘管效應(yīng) 其中的NPN晶體管和體區(qū)短路電阻Rbr都是因工藝而寄生形成的，這樣，主PNP晶體管與寄生NPN晶體管形成了寄生的晶閘管，當(dāng)器件的集電極電流足夠大時(shí)，在電阻Rbr上產(chǎn)生正偏電壓將導(dǎo)致寄生晶體管導(dǎo)通，造成寄生晶閘管導(dǎo)通，IGBT的柵極失去控制，器件的電流迅猛上升超過定額值，最終燒毀器件，這種現(xiàn)象稱為擎住效應(yīng)。IGBT存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種擎住效應(yīng)，分別由導(dǎo)通時(shí)的電流和關(guān)斷時(shí)的電壓過大而引起，要在實(shí)踐中根本避免擎住效應(yīng)是很困難的，這在某種程度大大影響了IGBT的可靠性?！ ∪? IGBT的高阻放大區(qū) “晶體管是一種放大器”，ABB公司的半導(dǎo)體專家卡羅爾在文獻(xiàn)1中對(duì)晶體管給出了中肯*價(jià)。晶體管與晶閘管的本質(zhì)區(qū)別在于：晶體管具有放大功能，器件存在導(dǎo)通、截止和放大三個(gè)工作區(qū)，而放大區(qū)的載流子處于非飽和狀態(tài)，故放大區(qū)的電阻遠(yuǎn)高于導(dǎo)通區(qū)；晶閘管是晶體管的正反饋組合，器件只存在導(dǎo)通和截止兩個(gè)工作區(qū)，沒有高阻放大區(qū)?！ ”娝苤?，功率半導(dǎo)體器件都是作為開關(guān)使用的，有用的工作狀態(tài)只有導(dǎo)通和截止，放大狀態(tài)非但沒用，反而起負(fù)面作用。理由是如果電流通過放大區(qū)，由于該區(qū)的電阻較大，必然引起劇烈的發(fā)熱，導(dǎo)致器件燒毀。IGBT從屬于晶體管，同樣存在高阻放大區(qū)，器件在作開關(guān)應(yīng)用時(shí)，必然經(jīng)過放大區(qū)引起發(fā)熱，這是包括IGBT在內(nèi)的晶體管在開關(guān)應(yīng)用上遜色于晶閘管的原理所在。圖4a 晶閘管的PNPN結(jié)構(gòu)與等效電路 四. IGBT的封裝形式與散熱 對(duì)于半導(dǎo)體器件，管芯溫度是最重要的可靠條件，幾乎所有的技術(shù)參數(shù)值都是在允許溫度（通常為120○——140○C）條件下才成立的，如果溫度超標(biāo)，器件的性能急劇下降，最終導(dǎo)致?lián)p壞。 半導(dǎo)體器件的封裝
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