IGBT是半導(dǎo)體器件，IGBT的縮寫是絕緣柵雙極晶體管。它由具有大范圍雙極性載流能力的三個(gè)端子組成。IGBT的設(shè)計(jì)者認(rèn)為這是一種具有CMOS輸入和雙極性輸出的壓控雙極性器件。IGBT的設(shè)計(jì)可以使用單片形式的BJT和MOSFET晶體管之類的兩種器件來完成。它結(jié)合了兩者的最佳資產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)最佳的器件特性。絕緣柵雙極晶體管的應(yīng)用包括電源電路，脈沖寬度調(diào)制，電力電子設(shè)備，不間斷電源等等。該設(shè)備用于提高性能，效率并降低可聽噪聲級(jí)。它也固定在諧振模式轉(zhuǎn)換器電路中。優(yōu)化的絕緣柵雙極晶體管可實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通和開關(guān)損耗。
IGBT絕緣柵雙極晶體管
絕緣柵雙極晶體管
絕緣柵雙極型晶體管是三端半導(dǎo)體器件，這些端分別稱為柵極，發(fā)射極和集電極。IGBT的發(fā)射極和集電極端子與電導(dǎo)路徑相關(guān)聯(lián)，而柵極端子與它的控制相關(guān)聯(lián)。放大倍數(shù)的計(jì)算是通過IGBT的i / p＆o / p信號(hào)廣播的。對(duì)于常規(guī)的BJT，增益的總和幾乎等于無線電與輸出電流之間的比值，對(duì)輸入電流而言稱為β。絕緣柵雙極型晶體管主要用于 MOSFETS或BJT等放大器電路。
IGBT主要用于BJT或MOSFET等小信號(hào)放大器電路。當(dāng)晶體管結(jié)合了放大器電路的較低傳導(dǎo)損耗時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)理想的固態(tài)開關(guān)，這對(duì)于功率電子的許多應(yīng)用而言都是完美的。
只需通過激活和禁用其柵極端子即可將IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷。柵極和發(fā)射極端子上的恒定電壓+ Ve i / p信號(hào)將使器件保持處于活動(dòng)狀態(tài)，而假設(shè)輸入信號(hào)將使其類似于BJT或MOSFET則變?yōu)?ldquo; OFF”。
IGBT的基本結(jié)構(gòu)
N溝道IGBT的基本結(jié)構(gòu)如下所示。該器件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，IGBT的Si部分幾乎與MOSFET的垂直功率（不包括P +注入層）相似。它具有與N +源區(qū)相同的金屬氧化物半導(dǎo)體柵極和P阱結(jié)構(gòu)。在下面的結(jié)構(gòu)中，N +層由四層組成，位于上層的N +層稱為源極，最下層的N +層稱為集電極或漏極。
IGBT有兩種，即非穿通IGBT（NPT IGBTS）和穿通IGBT（PT IGBT）。將這兩個(gè)IGBT定義為，當(dāng)IGBT設(shè)計(jì)有N +緩沖層時(shí)，則稱為PT IGBT，類似地，當(dāng)IGBT設(shè)計(jì)沒有N +緩沖層時(shí)，則稱為NPT IGBT。可以通過現(xiàn)有的緩沖層來提高IGBT的性能。IGBT的運(yùn)行速度快于功率BJT和功率MOSFET。
RB電阻指示NPN晶體管的BE端子，以確認(rèn)晶閘管沒有閉鎖，這將導(dǎo)致IGBT閉鎖。晶體管表示任意兩個(gè)相鄰的IGBT單元之間的電流結(jié)構(gòu)。它可以使MOSFET并支持大部分電壓。IGBT的電路符號(hào)如下所示，它包含三個(gè)端子，即發(fā)射極，柵極和集電極。
IGBT特性
感應(yīng)柵雙極晶體管是一種電壓控制器件，它僅需在柵極端子上施加少量電壓即可繼續(xù)通過器件導(dǎo)通。
由于IGBT是電壓控制的器件，因此它只需要柵極上的小電壓即可維持通過器件的導(dǎo)通，這與BJT一樣，后者需要始終提供足夠多的基極電流以保持飽和。
IGBT可以在正向（集電極到發(fā)射極）的單向方向上切換電流，而MOSFET具有雙向電流切換能力。因?yàn)椋鼉H在向前方向上進(jìn)行控制。
IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路的工作原理類似于N溝道功率MOSFET。主要區(qū)別在于，在IGBT中，當(dāng)電流通過處于工作狀態(tài)的設(shè)備時(shí)，導(dǎo)電通道提供的電阻非常小。因此，與相應(yīng)的功率MOSFET相比，電流額定值更高。
因此，這全部與絕緣柵雙極晶體管的工作和特性有關(guān)。我們已經(jīng)注意到，它是一種半導(dǎo)體開關(guān)器件，具有諸如MOSFET的控制能力和BJT的o / p特性。
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