我们之前有介绍过什么是IGBT,不过主要是从结构上对其进行了剖析,并未深入介绍,今天金誉半导体再从其他角度来充分了解一下IGBT的具体信息。此文信息量有点大,供大家参考。
IGBT的特点可以从其全称中了解一二:绝缘栅双极晶体管。
所谓绝缘栅,是指IGBT与MOSFET类似,作为控制的门级和功率电路部分是绝缘的,之间没有通过导体或半导体电气连接。门级只要出现一定的电压,在半导体内部形成一定的电场,就可以实现IGBT的导通。
有了绝缘栅,在开关时,只需要在IGBT切换状态的瞬时间内给门级注入/抽取一点能量,改变内部电场,就可以改变IGBT的工作状态。这个过程很容易做的非常快速,一秒钟可以开关近万次,换言之,IGBT开关频率可以达到10kHz级别,这也是IGBT选做成为开关的主要原因。而且IGBT导通时的电压相对于大电流不敏感,可以承受几十到几百安培量级的电流;当其关断时,可以承受几百至几千伏特的电压。
要这么快的开关干什么用?常见的强电只有50Hz的交流电,变压器能变它的电压,但是不能改变它的频率,更不能把它变成直流;另一方面,光伏电站发出的直流电,也无法转换为交流。而利用IGBT这种开关,人们可以设计出一类电路,通过控制IGBT,把电源侧的交流电变成给定电压的直流电,或是把各种电变成所需频率的交流电。这类电路统称电力电子电路,由电力电子电路做成的设备称为变换器。特别的,把交流电变成直流电的电路叫做整流器,把直流电变成交流电的叫做逆变器,而直流变直流的电路其实是花样多变的,一般直接称为变换器。
相比之下,功率MOSFET作为单极器件,其导通时类似一个小电阻,小电阻上的电压和电流呈线性关系,因此当电流超过一定程度时,功率MOSFET上消耗的电能(电压和电流的乘积)就太大了,这一特征限制了MOSFET的电流,普通的三极管(BJT)也是如此。另一方面,减小MOSFET中小电阻的努力会希望MOSFET的两个功率极不要相隔太远,这也制约了MOSFET承受电压的能力。
功能上来说,IGBT就是一个由晶体管实现的电路开关,不同于家里的电灯开关用按钮进行控制,IGBT作为晶体管的一种,是由别的电路来控制的。具体点说,IGBT的简化模型有3个接口,有两个(集电极、发射极)接在强电电路上,还有一个接收控制电信号,叫作门极。给门极一个高电平信号,开关(集电极与发射极之间)就通了;再给低电平信号,开关就断了。这种可以用数字信号控制的强电开关还有很多种。
IGBT是非常成功的电力电子器件之一。相比之下,还有很多不为人知的器件都成为了历史中的过客。不过,近年宽禁带半导体器件技术取得了不少突破,其中碳化硅(SiC)材料耐压、耐温更高,因此用碳化硅做成的MOSFET就可以直接媲美IGBT的电压、电流承载能力,而无需再使用更为复杂的IGBT结构。在电动汽车、轨道交通领域,商品化的基于SiC-MOSFET的变换器已经投入市场了。当然,理论上碳化硅材料和IGBT结构也是可以结合的,其电压、电流也会上升一个等级。
审核编辑:汤梓红
-
MOSFET
+关注
关注
142文章
6906浏览量
211597 -
IGBT
+关注
关注
1256文章
3700浏览量
246726 -
驱动电路
+关注
关注
152文章
1503浏览量
108041
发布评论请先 登录
相关推荐
igbt焊机驱动电压怎样测量
igbt驱动电阻的取值范围
igbt模块和igbt驱动有什么区别
IGBT驱动电路的隔离方式与作用
![<b class='flag-5'>IGBT</b><b class='flag-5'>驱动</b><b class='flag-5'>电路</b>的隔离方式与作用](https://file1.elecfans.com/web2/M00/C6/CD/wKgaomYDhWKAL4mfAAAmsphyA6c122.png)
简述igbt对驱动电路的要求有哪些
详解IGBT的驱动电路及短路保护设计
![详解<b class='flag-5'>IGBT</b>的<b class='flag-5'>驱动</b><b class='flag-5'>电路</b>及短路保护设计](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BD/F1/wKgZomWvXbKAD0e0AABIHgROuC0251.jpg)
igbt驱动电路工作原理 igbt驱动电路和场效管驱动区别
IGBT的工作原理 IGBT的驱动电路
IGBT用什么驱动好
![<b class='flag-5'>IGBT</b>用什么<b class='flag-5'>驱动</b>好](https://file1.elecfans.com/web2/M00/B8/C1/wKgZomWHkjeAFZRYAAEE6yKadc4430.jpg)
igbt的栅极驱动条件 igbt的栅极驱动条件对其特性有什么影响?
IGBT的驱动电路及短路保护
![<b class='flag-5'>IGBT</b>的<b class='flag-5'>驱动</b><b class='flag-5'>电路</b>及短路保护](https://file1.elecfans.com/web2/M00/A4/16/wKgZomUL3c2ABEfDAAA6nLPXfOE806.png)
评论