鑒于尾流與少子的重組有關,尾流的電流值應與芯片的溫度、IC 和VCE密切相關的空穴移動性有密切的關系。因此,根據所達到的溫度,降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的,尾流特性與VCE、IC和 TC有關。柵射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。 [2]反向阻斷當集電極被施加一個反向電壓時,J1 就會受到反向偏壓控制,耗盡層則會向N-區擴展。因過多地降低這個層面的厚度,將無法取得一個有效的阻斷能力,所以,這個機制十分重要。另一方面,如果過大地增加這個區域尺寸,就會連續地提高壓降。 [2]正向阻斷IGBT 的開關特性是指漏極電流與...
當柵極和發射極短接并在集電極端子施加一個正電壓時,P/NJ3結受反向電壓控制。此時,仍然是由N漂移區中的耗盡層承受外部施加的電壓。 [2]閂鎖IGBT在集電極與發射極之間有一個寄生PNPN晶閘管。在特殊條件下,這種寄生器件會導通。這種現象會使集電極與發射極之間的電流量增加,對等效MOSFET的控制能力降低,通常還會引起器件擊穿問題。晶閘管導通現象被稱為IGBT閂鎖,具體地說,這種缺陷的原因互不相同,與器件的狀態有密切關系。通常情況下,靜態和動態閂鎖有如下主要區別:由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發射極實現電隔離。徐匯區選擇IGBT模塊供應商IGBT功率模塊是以...
圖1(a)所示為一個N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構, N+ 區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N基 區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P 型區(包括P+ 和P-區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區( Subchannel region )。而在漏區另一側的P+ 區稱為漏注入區( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP 雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。一般散熱片底部安裝有散熱風扇,當散熱風扇損壞中散...
N溝型的 IGBT工作是通過柵極-發射極間加閥值電壓VTH以上的(正)電壓,在柵極電極正下方的p層上形成反型層(溝道),開始從發射極電極下的n-層注入電子。該電子為p+n-p晶體管的少數載流子,從集電極襯底p+層開始流入空穴,進行電導率調制(雙極工作),所以可以降低集電極-發射極間飽和電壓。在發射極電極側形成n+pn-寄生晶體管。若n+pn-寄生晶體管工作,又變成p+n- pn+晶閘管。電流繼續流動,直到輸出側停止供給電流。通過輸出信號已不能進行控制。一般將這種狀態稱為閉鎖狀態。盡量在底板良好接地的情況下操作。閔行區選擇IGBT模塊銷售價格IGBT的觸發和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓...
3、調節功率開關器件的通斷速度柵極電阻小,開關器件通斷快,開關損耗小;反之則慢,同時開關損耗大。但驅動速度過快將使開關器件的電壓和電流變化率**提高,從而產生較大的干擾,嚴重的將使整個裝置無法工作,因此必須統籌兼顧。二、柵極電阻的選取1、柵極電阻阻值的確定各種不同的考慮下,柵極電阻的選取會有很大的差異。初試可如下選取:不同品牌的IGBT模塊可能有各自的特定要求,可在其參數手冊的推薦值附近調試。2、柵極電阻功率的確定柵極電阻的功率由IGBT柵極驅動的功率決定,一般來說柵極電阻的總功率應至少是柵極驅動功率的2倍。IGBT柵極驅動功率 P=FUQ,其中:F 為工作頻率;U 為驅動輸出電壓的峰峰值;開...
Q 為柵極電荷,可參考IGBT模塊參數手冊。例如,常見IGBT驅動器(如TX-KA101)輸出正電壓15V,負電壓-9V,則U=24V,假設 F=10KHz,Q=2.8uC可計算出 P=0.67w ,柵極電阻應選取2W電阻,或2個1W電阻并聯。三、設置柵極電阻的其他注意事項1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a)驅動器靠近IGBT減小引線長度;b) 驅動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;c) 線路板上的 2 根驅動線的距離盡量靠近;d) 柵極電阻使用無感電阻;e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯以減小電感。2、IGBT 開通和關斷選取不同的柵極電阻穿通(PT)技術會有比較高的載流...
3、調節功率開關器件的通斷速度柵極電阻小,開關器件通斷快,開關損耗小;反之則慢,同時開關損耗大。但驅動速度過快將使開關器件的電壓和電流變化率**提高,從而產生較大的干擾,嚴重的將使整個裝置無法工作,因此必須統籌兼顧。二、柵極電阻的選取1、柵極電阻阻值的確定各種不同的考慮下,柵極電阻的選取會有很大的差異。初試可如下選取:不同品牌的IGBT模塊可能有各自的特定要求,可在其參數手冊的推薦值附近調試。2、柵極電阻功率的確定柵極電阻的功率由IGBT柵極驅動的功率決定,一般來說柵極電阻的總功率應至少是柵極驅動功率的2倍。IGBT柵極驅動功率 P=FUQ,其中:F 為工作頻率;U 為驅動輸出電壓的峰峰值;當...
b、主電路用螺絲擰緊,控制極g要用插件,盡可能不用焊接方式。c、裝卸時應采用接地工作臺,接地地面,接地腕帶等防靜電措施。 d、儀器測量時,將1000電阻與g極串聯。e、要在無電源時進行安裝。f,焊接g極時,電烙鐵要停電并接地,選用定溫電烙鐵**合適。當手工焊接時,溫度260±5℃.時間(10±1)秒,松香焊劑。波峰焊接時,PCB板要預熱80℃-105℃,在245℃時浸入焊接3-4IGBT發展趨向是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠、低成本為目標的,特別是發展高壓變頻器的應用,簡化其主電路,減少使用器件,提高可靠性,降**造成本,簡化調試工作等,都與IGBT有密切的內在聯系,所以世界各大器...
由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發射極實現電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達到20~30V。因此因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。 因此使用中要注意以下幾點:1. 在使用模塊時,盡量不要用手觸摸驅動端子部分,當必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后,再觸摸;2. 在用導電材料連接模塊驅動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊;3. 盡量在底板良好接地的情況下操作。開關損耗增大,使原件發熱加劇,因此,選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。長寧區如何IGBT模塊供應商常適合應用于直流電壓為600V及以上的...
測量靜態測量:把萬用表放在乘100檔,測量黑表筆接1端子、紅表筆接2端子,顯示電阻應為無窮大; 表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.用同樣的方法,測量黑表筆接3端子、紅表筆接1端子, 顯示電阻應為無窮大;表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.若符合上述情況表明此IGBT的兩個單元沒有明顯的故障. 動態測試: 把萬用表的檔位放在乘10K檔,用黑表筆接4端子,紅表筆接5端子,此時黑表筆接3端子紅表筆接1端子, 此時電阻應為300-400歐,把表筆對調也有大約300-400歐的電阻表明此IGBT單元是完好的. 用同樣的方法測試1、2端子間的IGBT,若符合上述的情況表明該IGBT也是完好的。 一般散熱...
這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數,而由于它要求對少數載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技術則是基于不對少子壽命進行殺傷而有很好的輸運效率,不過其載流子注入系數卻比較低。進而言之,非穿通(NPT)技術又被軟穿通(LPT)技術所代替,它類似于某些人所謂的“軟穿通”(SPT)或“電場截止”(FS)型技術,這使得“成本—性能”的綜合效果得到進一步改善。1996年,CSTBT(載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實現[6],它采用了弱穿通(LPT)芯...
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時,漏極電流與柵極電壓之間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似.也可分為飽和區1 、放大區2 和擊穿特性3 部分。在截止狀態下的IGBT ,正向電壓由J2 結承擔,反向電壓由J1結承擔。如果無N+ 緩沖區,則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平,加入N+緩沖區后,反向關斷電壓只能達到幾十伏水平,因此限制了IGBT 的某些應用范圍。IGBT 的轉移特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的關系曲線。它與MOSFET 的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) 時,I...
絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)綜合了電力晶體管(Giant Transistor—GTR)和電力場效應晶體管(Power MOSFET)的優點,具有良好的特性,應用領域很***;IGBT也是三端器件:柵極,集電極和發射極。絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)綜合了電力晶體管(Giant Transistor—GTR)和電力場效應晶體管(Power MOSFET)的優點,具有良好的特性,應用領域很***;IGBT也是三端器件:柵極,集電極和發射極。 IGBT(Insulate...
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領域中已經得到廣泛的應用,在實際使用中除IGBT自身外,IGBT 驅動器的作用對整個換流系統來說同樣至關重要。驅動器的選擇及輸出功率的計算決定了換流系統的可靠性。驅動器功率不足或選擇錯誤可能會直接導致 IGBT 和驅動器損壞。以下總結了一些關于IGBT驅動器輸出性能的計算方法以供選型時參考。圖2IGBT 的開關特性主要取決于IGBT的門極電荷及內部和外部的電阻。圖1是IGBT 門極電容分布示意圖,其中CGE 是柵極-發射極電容、CCE 是集電極-發射極電容、CGC 是柵極-集電極電容或稱米勒電容(Miller Capacitor)。IGBT的驅動...
IGBT功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)構成的功率模塊。由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發射極實現電隔離,具有出色的器件性能。廣泛應用于伺服電機、變頻器、變頻家電等領域。IGBT功率模塊是電壓型控制,輸入阻抗大,驅動功率小,控制電路簡單,開關損耗小,通斷速度快,工作頻率高,元件容量大等優點。實質是個復合功率器件,它集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優點于一體化。又因先進的加工技術使它通態飽和電壓低,開關頻率高(可達20khz),這兩點非常顯著的特性,**近西門子公司又推出低飽和壓降(2.2v)的npt-IGBT性能更佳,相繼東芝、富士、ir,摩托...
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)在***的電力電子領域中已經得到廣泛的應用,在實際使用中除IGBT自身外,IGBT 驅動器的作用對整個換流系統來說同樣至關重要。驅動器的選擇及輸出功率的計算決定了換流系統的可靠性。驅動器功率不足或選擇錯誤可能會直接導致 IGBT 和驅動器損壞。以下總結了一些關于IGBT驅動器輸出性能的計算方法以供選型時參考。圖2IGBT 的開關特性主要取決于IGBT的門極電荷及內部和外部的電阻。圖1是IGBT 門極電容分布示意圖,其中CGE 是柵極-發射極電容、CCE 是集電極-發射極電容、CGC 是柵極-集電極電容或稱米勒電容(Miller Capacitor)。IGBT模塊的...
測量靜態測量:把萬用表放在乘100檔,測量黑表筆接1端子、紅表筆接2端子,顯示電阻應為無窮大; 表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.用同樣的方法,測量黑表筆接3端子、紅表筆接1端子, 顯示電阻應為無窮大;表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.若符合上述情況表明此IGBT的兩個單元沒有明顯的故障. 動態測試: 把萬用表的檔位放在乘10K檔,用黑表筆接4端子,紅表筆接5端子,此時黑表筆接3端子紅表筆接1端子, 此時電阻應為300-400歐,把表筆對調也有大約300-400歐的電阻表明此IGBT單元是完好的. 用同樣的方法測試1、2端子間的IGBT,若符合上述的情況表明該IGBT也是完好的。 MOSF...
對于大功率IGBT,選擇驅動電路基于以下的參數要求:器件關斷偏置、門極電荷、耐固性和電源情況等。門極電路的正偏壓VGE負偏壓-VGE和門極電阻RG的大小,對IGBT的通態壓降、開關時間、開關損耗、承受短路能力以及dv/dt電流等參數有不同程度的影響。門極驅動條件與器件特性的關系見表1。柵極正電壓 的變化對IGBT的開通特性、負載短路能力和dVcE/dt電流有較大影響,而門極負偏壓則對關斷特性的影響比較大。在門極電路的設計中,還要注意開通特性、負載短路能力和由dVcE/dt 電流引起的誤觸發等問題(見表1)。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導體)...
1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個類晶閘管的結構(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候,硅芯片的結構是一種較厚的NPT(非穿通)型設計。后來,通過采用PT(穿通)型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個***改進,這是隨著硅片上外延的技術進步,以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構,其設計規則從5微...
導通壓降電導調制效應使電阻RN減小,使通態壓降小。關斷當在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒有空穴注入N-區內。在任何情況下,如果MOSFET電流在開關階段迅速下降,集電極電流則逐漸降低,這是因為換向開始后,在N層內還存在少數的載流子(少子)。這種殘余電流值(尾流)的降低,完全取決于關斷時電荷的密度,而密度又與幾種因素有關,如摻雜質的數量和拓撲,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形,集電極電流引起以下問題:功耗升高;交叉導通問題,特別是在使用續流二極管的設備上,問題更加明顯。1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。青浦區品牌I...
確定IGBT 的門極電荷對于設計一個驅動器來說,**重要的參數是門極電荷QG(門極電壓差時的IGBT 門極總電荷),如果在IGBT 數據手冊中能夠找到這個參數,那么我們就可以運用公式計算出:門極驅動能量 E = QG · UGE = QG · [ VG(on) - VG(off) ]門極驅動功率 PG = E · fSW = QG · [ VG(on) - VG(off) ] · fSW驅動器總功率 P = PG + PS(驅動器的功耗)平均輸出電流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG · fSW比較高開關頻率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC)峰值電流I...
90年代中期,溝槽柵結構又返回到一種新概念的IGBT,它是采用從大規模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術實現的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中,實現了在通態電壓和關斷時間之間折衷的更重要的改進。硅芯片的重直結構也得到了急劇的轉變,先是采用非穿通(NPT)結構,繼而變化成弱穿通(LPT)結構,這就使安全工作區(SOA)得到同表面柵結構演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數,而由于它要求對少數載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。由于此氧化膜...
通常為達到更好的驅動效果,IGBT開通和關斷可以采取不同的驅動速度,分別選取 Rgon和Rgoff(也稱 Rg+ 和 Rg- )往往是很必要的。IGBT驅動器有些是開通和關斷分別輸出控制,只要分別接上Rgon和Rgoff就可以了。有些驅動器只有一個輸出端,這就要在原來的Rg 上再并聯一個電阻和二極管的串聯網絡,用以調節2個方向的驅動速度。3、在IGBT的柵射極間接上Rge=10-100K 電阻,防止在未接驅動引線的情況下,偶然加主電高壓,通過米勒電容燒毀IGBT。所以用戶比較好再在IGBT的柵射極或MOSFET柵源間加裝Rge。只在關斷時才會出現動態閂鎖。這一特殊現象嚴重地限制了安全操作區。黃...
由于IGBT模塊為MOSFET結構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發射極實現電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達到20~30V。因此因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。 因此使用中要注意以下幾點:1. 在使用模塊時,盡量不要用手觸摸驅動端子部分,當必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后,再觸摸;2. 在用導電材料連接模塊驅動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊;3. 盡量在底板良好接地的情況下操作。MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。黃浦區品牌IGBT模塊銷售廠家IGBT功率模塊采用IC驅動,各種驅動保護電路,高...
在使用IGBT的場合,當柵極回路不正常或柵極回路損壞時(柵極處于開路狀態),若在主回路上加上電壓,則IGBT就會損壞,為防止此類故障,應在柵極與發射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態和擰緊程度。為了減少接觸熱阻,比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇,當散熱風扇損壞中散熱片散熱不良時將導致IGBT模塊發熱,而發生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查,一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器,當溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作 [1]。只在關斷時才會出現動態閂鎖。這一特殊現象嚴...
將萬用表撥在R×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT 的漏極(D),紅表筆接IGBT 的源極(S),此時萬用表的指針指在無窮處。用手指同時觸及一下柵極(G)和漏極(D),這時IGBT 被觸發導通,萬用表的指針擺向阻值 較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下源極(S)和柵極(G),這時IGBT 被阻 斷,萬用表的指針回到無窮處。此時即可判斷IGBT 是好的。 注意:若進第二次測量時,應短接一下源極(S)和柵極(G)。 任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞時,一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋,因R×1K Ω擋以下各檔萬用表內部電池電壓太低,檢測好壞時不能使I...
Q 為柵極電荷,可參考IGBT模塊參數手冊。例如,常見IGBT驅動器(如TX-KA101)輸出正電壓15V,負電壓-9V,則U=24V,假設 F=10KHz,Q=2.8uC可計算出 P=0.67w ,柵極電阻應選取2W電阻,或2個1W電阻并聯。三、設置柵極電阻的其他注意事項1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a)驅動器靠近IGBT減小引線長度;b) 驅動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;c) 線路板上的 2 根驅動線的距離盡量靠近;d) 柵極電阻使用無感電阻;e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯以減小電感。2、IGBT 開通和關斷選取不同的柵極電阻由于IGBT模塊為MOSFET結...
IGBT的觸發和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發,不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的...
鑒于尾流與少子的重組有關,尾流的電流值應與芯片的溫度、IC 和VCE密切相關的空穴移動性有密切的關系。因此,根據所達到的溫度,降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的,尾流特性與VCE、IC和 TC有關。柵射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。 [2]反向阻斷當集電極被施加一個反向電壓時,J1 就會受到反向偏壓控制,耗盡層則會向N-區擴展。因過多地降低這個層面的厚度,將無法取得一個有效的阻斷能力,所以,這個機制十分重要。另一方面,如果過大地增加這個區域尺寸,就會連續地提高壓降。 [2]正向阻斷只在關斷時才會出現動態閂鎖。這一特...
IGBT的觸發和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發,不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的...