IGBT工作中的特性:
IGBT 的靜態特性,靜態數據特性關鍵有光電流特性、遷移特性和電源開關特性。
(1)光電流特性:IGBT 的光電流特性就是指以柵源電壓Ugs 為參變量時,漏極電流與柵極電壓中間的關聯曲線圖。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的操縱,Ugs 越高, Id 越大。它與GTR 的輸出特性類似。也可分成飽和狀態區1 、變大區2 和穿透特性3 一部分。在截至情況下的IGBT ,順向電壓由J2 結擔負,反方向電壓由J1結擔負。假如無N 緩沖區域,則正反面向阻隔電壓能夠保證一樣水準,添加N 緩沖區域后,反方向關斷電壓只有做到幾十伏水準,因而限定了IGBT 的一些運用范疇。
(2)遷移特性:IGBT 的遷移特性就是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 中間的關聯曲線圖。它與MOSFET 的遷移特性同樣,當柵源電壓低于打開電壓Ugs(th) 時,IGBT 處在關斷情況。在IGBT 通斷后的絕大多數漏極電流范疇內, Id 與Ugs呈線性相關。柵源電壓受漏極電流限定,其值一般取名為15V上下。
(3)電源開關動畫特效:IGBT 的電源開關特性就是指漏極電流與漏源電壓中間的關聯。IGBT 處在導通態時,因為它的PNP 晶體三極管為寬基區晶體三極管,因此 其B 值極低。雖然閉合電路為達林頓構造,但穿過MOSFET 的電流變成IGBT 總電流的關鍵一部分。這時,通態電壓Uds(on) 能用下式表明
Uds(on) = Uj1 Udr IdRoh
式中Uj1 —— JI 結的順向電壓,其數值0.7 ~1V ;Udr ——擴展電阻Rdr 上的損耗;Roh ——斷面電阻器。
通態電流Ids 能用下式表明:Ids=(1 Bpnp)Imos;式中Imos ——穿過MOSFET 的電流。
因為N 區存有氧化還原電位調配效用,因此 IGBT 的通態損耗小,抗壓1000V的IGBT 通態損耗為2 ~ 3V 。IGBT 處在斷態時,僅有不大的泄露電流存有。
IGBT的動態特性
IGBT在啟用全過程中,絕大多數時間做為MOSFET來運作的,僅僅在漏源電壓Uds 降低全過程中后期,PNP 晶體三極管由變大區至飽和狀態,又提升了一段時間延遲。td(on) 為啟用時間延遲, tri 為電流增益值。具體運用中常會得出的漏極電流啟用時間ton 即是td (on) tri 之和。漏源電壓的下降時間由tfe1 和tfe2 構成。
IGBT的開啟和關斷規定給其柵極和基極中間再加上順向電壓和負性電壓,柵極電壓可由不一樣的光耦電路造成。當挑選這種光耦電路時,務必根據下列的主要參數來開展:元器件關斷參考點的規定、柵極正電荷的規定、耐固性規定和開關電源的狀況。由于IGBT柵極- 發射極特性阻抗大,故可應用MOSFET驅動器技術性開展開啟,但是因為IGBT的鍵入電容器較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應當比很多MOSFET光耦電路出示的偏壓高些。
IGBT在關斷全過程中,漏極電流的波型變成幾段。由于MOSFET關斷后,PNP晶體三極管的儲存正電荷無法快速清除,導致漏極電流較長的尾端時間,td(off)為關斷時間延遲,trv為電壓Uds(f)的增益值。具體運用中經常得出的漏極電流的下降時間Tf由圖上的t(f1)和t(f2)幾段構成,而漏極電流的關斷時間
t(off)=td(off) trv十t(f);式中,td(off)與trv之和又稱之為儲存時間。
IGBT的電源開關速率小于MOSFET,但顯著高過GTR。IGBT在關斷時不用負柵壓來降低關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的提升而提升。IGBT的打開電壓約3~4V,和MOSFET大致相同。IGBT通斷時的飽和狀態損耗比MOSFET低而和GTR貼近,飽和狀態損耗隨柵極電壓的提升而減少。
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