论IGBT的工作原理和工作特性★13714102508★QQ173943820IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道给PNP晶体管提供基极电流使IGBT导通反之加反向门极电压消除沟道流过反向基极电流使IGBT关断IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同只需控制输入极N一沟道MOSFET所以具有高输入阻抗特性当MOSFET的沟道形成后从P基极注入到N一层的空穴少子对N一层进行电导调制减小N一层的电阻使IGBT在高电压IGBT的工作特性包括静态和动态两类1静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性转移特性和IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时漏极电流与分为饱和开关特性栅极电压之间的关系曲线压由J2结承时也具有低的通态电压
输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制Ugs越高Id越大它与GTR的输出特性相似也可区1放大区2和击穿特性3部分在截止状态下的IGBT正向电担反向电压由J1结承担如果无N缓冲区则正反缓冲区后反向关断电压只向阻断电压可以做到同样水平加入N关系曲线它与MOSFET制其最
能达到几十伏水平因此限制了IGBT的某些应用范围压Ugsth时IGBT处于关断状态在IGBT导通后
IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的的转移特性相同当栅源电压小于开启电的大部分漏极电佳值一般取为15V左右
流范围内Id与Ugs呈线性关系最高栅源电压受最大漏极电流限
IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系IGBTPNP晶体管为宽基区晶体管所以其B值的电流成为
处于导通态时由于它的
极低尽管等效电路为达林顿结构但流过MOSFET
IGBT总电流的主要部分此时通态电压Udso
可用下式表示
Udso
Uj1UdrIdRoh214式中Uj1JI结的正向电压其值为07IVUdr扩展电阻Rdr上的压降Roh沟道电阻通态电流Ids可用下式表示Ids1Bp
pImos2151000V的IGBT通态压降式中Imos流过MOSFET的电流由于N区存在电导调制效应所以IGBT的通态压降小耐压为23VIGBT处于断态时只有很小的泄漏电流存在MOSFET来运行的只是在漏源电压管由放大区至饱和又增加了一段延迟时间tdo
为开通延迟2动态特性IGBT在开通过程中大部分时间是作为Uds下降过程后期PNP晶体时间
tri为电流上升时间实际应用中常给出的漏极电流开通时间to
即为tdo
tri之和漏
源电压的下降时间由tfe1和tfe2组成如图258所示IGBT在关断过程中漏极电流的波形变为两段因为MOSFET关断后PNP晶体管的存储电荷难以迅速消除造成漏r