公告

大中华汽车电子生态圈社区并入开发者社区- 更多资讯点击此

Tip / 登入 to post questions, reply, level up, and achieve exciting badges. Know more

cross mob

IGTB学习笔记1

IGTB学习笔记1

混森蓝兽
Level 2
Level 2
50 comments on blog 25 comments on blog 10 comments on blog

    后面的一段时间,可能会从事电机控制的工作。然而大学学的各种电拖、驱动的知识基本都是毫无保留的归还给恩师了,惭愧。书到用时方恨少,现在拾起来还不算迟。首先,在设计电机驱动之前,IGBT的知识还是要有的。

    什么是IGBT?

    IGBT,即Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写,中文译名为“绝缘栅双极型晶体管”,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

    简单来说,IGBT就是一种电压型功率半导体器件,不同于BJT和MOS,IGBT是高输入阻抗和低导通压降所有优点“我全都要.jpg”。

常见功率半导体.png

    什么是IGBT模块?

    IGBT模块是由IGBT与续流二极管芯片,通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

    《IGBT模块:技术、驱动和应用》一书是由两位英飞凌工程师写的,朋友推荐说不错,送了我一本。

    简单看了一下目录,这书主要是介绍了IGBT的各种概念,类型,以及模块封装。分析IGBT的特殊应用和并联驱动技术。这些分析还包括了IGBT的实际开关行为特性、电路布局、应用实例以及设计规则。挺不错了,打算好好研究一下这书,先入个门。

    自二十世纪80年代一个个IGBT期间诞生以来,IGBT的技术经历了不同的发展阶段,但是最终的目标都是一致的:提高IGBT的性能,降低其生产所需成本,尽可能达到理想的开关性能。

igbt.png

    IGBT的类型

    穿透型(PT):PT_IGBT是最早商用化的的IGBT,PT_IGBT是负温度系数的,随着则温度的上升,相同电流下的正向电压Uce减小。PT_IGBT在并联应用中,如果配对不理想,每个IGBT的电流hi显著不均流,极端的,一个过载,会导致所有的的IGBT过载保护。

    非穿透型(NPT):二十世纪90年代西门子研发的新型NPT_IGBT。实际应用时具有正温度系数,优点在于当NPT_IGBT并联使用时,如果一个过流,由于发热温度上升,会导致导通电压变大,从而减低流过的电流,具有自我调整能力。

    场终止型(FS):FS_IGBT是在NPT_IGBT的基础上研发而来的,关短损耗较小,在击穿电压之前几乎没有拖尾电流,表现为硬关断特性。

    沟槽栅(Trench):前面列举的IGBT都是平面栅结构,新一代的IGBT的设计目标是保持载流子的浓度均匀分布,最好是逐步增加,这样可以进一步降低通态损耗,而不会影响拖尾电流和关断损耗,于是Trench_IGBT就诞生了。

    过流子储存沟槽栅双极晶体管(CSTBT):二十世纪90年代,由三菱公司研发。

    注入增强栅晶体管(IEGT):东芝公司研发的一款高压IGBT,旨在代替GTO,在3.3 ~ 4.5kV的工作电压范围内,可以提供非常紧凑的平板封装结构。

    沟槽栅场终止型(Trench-FS):由英飞凌提出,结合了沟槽栅技术和场终止技术的IGBT。通态损耗和开关损耗有所降低,电流密度增大,制造单位IGBT所需要的硅材料降低了。

    逆导型(RC):对于感性负载,为了防止过电压,IGBT需要并联一个续流二极管给电流提供续流回路,二RC_IGBT指的是在IGBT内部实现了一个反并联的二极管。

    书本前面是从电子,原子,载流子运动等微观角度来描述IGBT的工作原理的,而这些我可能不会特别关注,所以只是大略浏览而已。不过书中各种类型的IGBT发展史,还是介绍的很好的。而且英飞凌的IGBT的类型还是蛮多的,可选择项多。


0 点赞
1441 次查看
3 评论