合工大電力電子技術(shù)第二章(已改無錯字)
2023-01-20 00:46:33 本頁面
【正文】 20 V20 VuiR1 R3R5R4R2RGV1V2V3C1 VCC+ VCC 絕緣柵雙極晶體管 ? GTR的特點 ——雙極型 ， 電流驅(qū)動 ， 有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) ， 通流能力很強 ， 開關(guān)速度較低 ， 驅(qū)動功率大 ， 驅(qū)動電路復(fù)雜 ? MOSFET的優(yōu)點 ——單極型 ， 電壓驅(qū)動 ， 開關(guān)速度快 ，輸入阻抗高 ， 熱穩(wěn)定性好 ， 驅(qū)動功率小 、 驅(qū)動電路簡單 ? 兩類器件取長補短結(jié)合而成的復(fù)合器件 —BiMOS器件GTR和 MOSFET復(fù)合 ， 結(jié)合二者的優(yōu)點 ， 具有好的特性 ? 1986年投入市場后 ， 取代了 GTR和一部分 MOSFET的市場 ,中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件 ? 繼續(xù)提高電壓和電流容量 ， 以期再取代 GTO的地位 返回 IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理 ?IGBT是三端器件：柵極 G、 集電極 C和發(fā)射極 E E GCN+Na)PN+N+PN+N+P+發(fā)射極 柵極集電極注入?yún)^(qū)緩沖區(qū)漂移區(qū)J 3 J2J1GEC+++IDRNICVJ1IDRonb )GCc )IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號 a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b) 簡化等效電路 c) 電氣圖形符號 IGBT的結(jié)構(gòu) ? N溝道 VDMOSFET與 GTR組合 ——N溝道 IGBT（ NIGBT） ? IGBT比 VDMOSFET多一層 P+注入?yún)^(qū) ， 形成了一個大面積的 P+N結(jié) J1 ? 使 IGBT導(dǎo)通時由 P+注入?yún)^(qū)向 N基區(qū)發(fā)射少子 ， 從而對漂移區(qū)電導(dǎo)率進行調(diào)制 ， 使得 IGBT具有很強的通流能力 ? 簡化等效電路表明 ， IGBT是 GTR與 MOSFET組成的達林頓結(jié)構(gòu) ， 一個由 MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū) PNP晶體管 IGBT的工作原理 ?驅(qū)動原理與電力 MOSFET基本相同 ， 場控器件 ，通斷由柵射極電壓 uGE決定 ? 導(dǎo)通 ： uGE大于 開啟電壓 UGE(th)時 ， MOSFET內(nèi)形成溝道 ，為晶體管提供基極電流 ， IGBT導(dǎo)通 ? 導(dǎo)通壓降 ： 電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻 RN減小 ， 使通態(tài)壓降小 ? 關(guān)斷 ： 柵射極間施加反壓或不加信號時 ， MOSFET內(nèi)的溝道消失 ， 晶體管的基極電流被切斷 ， IGBT關(guān)斷 IGBT的基本特性 ? IGBT的基本特性： 主要包括靜態(tài)特性與動態(tài)特性。 ? 靜態(tài)特性： 包括轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 ? 動態(tài)特性： 包括開通延時時間、關(guān)斷延時時間和開關(guān)速度等 IGBT的靜態(tài)特性 IGBT的靜態(tài)特性： 主要包括轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 O有源區(qū)正向阻斷區(qū)飽和區(qū)反向阻斷區(qū)a ) b )ICUG E( t h )UGEOICURMUFMUCEUG E( t h )UGE增加IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 a) 轉(zhuǎn)移特性 b) 輸出特性 IGBT的靜態(tài)特性 ? 轉(zhuǎn)移特性 —— IC與 UGE間的關(guān)系 ， 與 MOSFET轉(zhuǎn)移特性類似 ? 開啟電壓 UGE(th)——IGBT能實現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo)通的最低柵射電壓 ? UGE(th)隨溫度升高而略有下降 ， 在 +25?C時 ， UGE(th)的值一般為 2~6V ? 輸出特性 （ 伏安特性 ） ——以 UGE為參考變量時 ， IC與 UCE間的關(guān)系 ? 分為三個區(qū)域：正向阻斷區(qū) 、 有源區(qū)和飽和區(qū) 。 分別與 GTR的截止區(qū) 、 放大區(qū)和飽和區(qū)相對應(yīng) ? uCE0時 ， IGBT為反向阻斷工作狀態(tài) IGBT的動態(tài)特性 IGBT的動態(tài)特性： ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICMIGBT的開關(guān)過程 IGBT的動態(tài)特性 ? IGBT的開通過程 與 MOSFET的相似 ， 因為開通過程中 IGBT在大部分時間作為MOSFET運行 ? 開通延遲時間 td(on) ——從 uGE上升至其幅值 10%的時刻 ， 到 iC上升至 10% ICM178。 ? 電流上升時間 tr ——iC從 10%ICM上升至 90%ICM所需時間 ? 開通時間 ton——開通延遲時間與電流上升時間之和 ? uCE的下降過程分為 tfv1和 tfv2兩段 ： tfv1—
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1