作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件,IGBT已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、4C(通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子)、航空航天、國(guó)防軍工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
IGBT一般分為IGBT單管和IGBT模塊。簡(jiǎn)而言之IGBT電流密度高且功耗低,能夠提高能效、降低散熱需求,從而有效降低整體系統(tǒng)成本。它們廣泛應(yīng)用于通用逆變器、太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源(UPS)、感應(yīng)加熱設(shè)備、大型家電、焊接以及開關(guān)電源(SMPS)等領(lǐng)域。
在IGBT使用過(guò)程中,可以通過(guò)控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。
1)當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。
2)當(dāng)集-射極電壓UCE<0時(shí),J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
3)當(dāng)集-射極電壓UCE>0時(shí),分兩種情況:
若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。
若柵-射極電壓UGE>Uth ,柵極溝道形成,IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)(正常工作)。此時(shí),空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。
IGBT模塊主要用于變頻器逆變和其他逆變電路。將直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流電。它有陰極,陽(yáng)極,和控制極。關(guān)斷的時(shí)候其阻抗是非常大的基本是斷路,接通的時(shí)候存在很小的電阻,通過(guò)接通或斷開控制極來(lái)控制陰極和陽(yáng)極之間的接通和關(guān)斷。