igbt模塊的原理

2022-05-16


N溝型的igbt模塊運行是經過柵極－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（雙極運行），因此可以降低集電極－發射極間飽和電壓。

運行時的等效線路如下圖1（b）所顯示，igbt模塊的符號如下圖1（c）所顯示。在發射極電極側形成n+pn－寄生晶體管。若n+pn－寄生晶體管運行，又成為p+n－pn+晶閘管模塊。

電流繼續流動，直到輸出側停止供應電流。經過輸出信號已無法進行控制。通常將這類狀態稱之為閉鎖狀態。

為了能抑制n+pn-寄生晶體管的運行igbt模塊選用盡可能縮小p+n-p晶體管的電流放大系數α用作解決閉鎖的措施。具體地而言，p+n-p的電流放大系數α設計為0.5之下。igbt模塊的閉鎖電流IL為額定電流（直流）的3倍以上。igbt模塊的驅動原理與電力MOSFET基本相同，通斷由柵射極電壓uGE決定。

(1)導通

igbt模塊硅片的構造與功率MOSFET的構造非常相近，主要差異是igbt模塊增加了P+基片和1個N+緩沖層（NPT-非穿通-igbt模塊技術沒有增加這一部分），當中1個MOSFET驅動2個雙極元器件。

基片的應用在管體的P+和N+區間建立了1個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區時，1個N溝道形成，同時出現1個電子流，并完全按照功率MOSFET的方式產生一股電流。

倘若這一電子流產生的電壓在0.7V范圍內，那，J1將處在正方向偏壓，一些空穴注入N-區內，并調整陰陽極間的電阻率，這類方式降低了功率導通的總損耗，并啟動了第2個電荷流。

最終的結果是，在半導體層次內臨時出現2種不同的電流拓撲：1個電子流(MOSFET電流)；空穴電流（雙極）。uGE大過開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內形成溝道，為晶體管供應基極電流，igbt模塊導通。

(2)導通壓降：電導調制效應使電阻RN減少，使通態壓降小。

以上就是傳承電子對igbt模塊的原理介紹，傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商，為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工，同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

上一篇：可控硅模塊運行特性介紹

下一篇：可控硅調速線路運行原理詳解

關注微信公眾號，了解更多資訊