igbt模塊的靜態(tài)性能原理

2021-04-16

IGBT模塊是由igbt模塊(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)利用相應(yīng)的線路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體商品;封裝后的IGBT模塊直接用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上;IGBT模塊具備節(jié)能、組裝檢修便捷、散熱穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn);目前市面上出售的多為這類模塊化商品,通常所說(shuō)的igbt模塊也指IGBT模塊;隨之節(jié)能環(huán)保等概念的推廣,這類商品在市面上將越來(lái)越多見(jiàn);igbt模塊是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵脑ǚQ電力電子裝置的“CPU”,做為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等方面用極廣。
igbt模塊的靜態(tài)性能

靜態(tài)性能主要有伏安性能、轉(zhuǎn)移性能和控制開(kāi)關(guān)性能。

(1)伏安性能:

igbt模塊的伏安性能指以柵源工作電壓Ugs為參變量時(shí),漏極電流與柵極工作電壓間的關(guān)系曲線。輸出漏極電流比受柵源工作電壓Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它與GTR的輸出特性類似。也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿性能3部份。在斷開(kāi)模式下的igbt模塊,正向工作電壓由J2結(jié)承擔(dān),反向工作電壓由J1結(jié)承擔(dān)。倘若無(wú)N+緩沖區(qū),則正反向阻斷工作電壓能夠 做到相似水平,進(jìn)入N+緩沖區(qū)后,反向斷開(kāi)工作電壓只能夠到達(dá)幾十伏水平,因而限制了igbt模塊的某些用范圍。

(2)轉(zhuǎn)移性能:

igbt模塊的轉(zhuǎn)移性能指輸出漏極電流Id與柵源工作電壓Ugs間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移性能相似,當(dāng)柵源工作電壓低于導(dǎo)通工作電壓Ugs(th)時(shí),igbt模塊處在斷開(kāi)模式。在igbt模塊導(dǎo)通后的大多數(shù)漏極電流范圍內(nèi),Id與Ugs呈線性關(guān)系。最高柵源工作電壓受最大漏極電流限制,其最佳值通常取為15V上下。

(3)開(kāi)關(guān)特性:

igbt模塊的開(kāi)關(guān)特性指的是漏極電流量與漏源工作電壓間的關(guān)聯(lián)。igbt模塊處在導(dǎo)通態(tài)時(shí),由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管,因此其B值極低。即便等效電路為達(dá)林頓架構(gòu),但穿過(guò)MOSFET的電流量成為igbt模塊總電流量的主要部分。這時(shí),通態(tài)工作電壓Uds(on)可以用下式表述

Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh

式中Uj1——JI結(jié)的正向工作電壓,其數(shù)值為0.7~1V;Udr——擴(kuò)展電阻Rdr上的壓降;Roh——溝道電阻。

通態(tài)電流量Ids可以用下式表述:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos——穿過(guò)MOSFET的電流量。

由于N+區(qū)存有電導(dǎo)調(diào)制效用,因此igbt模塊的通態(tài)壓降小,耐壓1000V的igbt模塊通態(tài)壓降為2~3V。igbt模塊處在斷態(tài)時(shí),僅有很小的泄漏電流存有。

以上就是傳承電子igbt模塊的靜態(tài)性能原理的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體模塊制造商,為眾多的企業(yè)公司提供功率半導(dǎo)體模塊的定制、生產(chǎn)和加工,同時(shí)還給眾多公司提供來(lái)料代工或貼牌加工業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導(dǎo)體模塊、各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體模塊等。

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