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什么是IGBT?IGBT的原理 |
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文章來源:永阜康科技 更新時間:2024/1/25 10:51:00 |
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IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫,即絕緣柵雙極型晶體管。它是一種功率半導體器件,結合了MOSFET和雙極型晶體管的優點,可以在高電壓和高電流條件下工作,因而被廣泛應用于電力電子領域。
與MOSFET相比,IGBT具有更低的驅動電壓和更高的開關速度,而且具有雙極型晶體管的正向導通能力,因此可以承受更高的電流和電壓。同時,IGBT也集成了MOSFET的絕緣柵控制功能,可以實現更安全和可靠的控制。
IGBT通常由一個PN結和一個N溝道組成,具有三個端口:集電極、發射極和柵極。當柵極施加正向電壓時,會形成一個PNP型結構,使集電極和發射極之間的PN結極化,從而導通。當柵極不再施加正向電壓時,PNP結會恢復為開路狀態,IGBT停止導通。
IGBT的工作可以分為四個主要階段:
關態(關斷狀態):當柵極與發射極之間沒有施加電壓時,IGBT處于關態,沒有導通電流流過。在這種狀態下,PNP型雙極型晶體管的集電極和發射極之間的PN結是正向偏置的,所以處于導通狀態。
開啟過渡態:當柵極施加正向電壓時,柵極和發射極之間的絕緣柵極層中的電子會形成一個導電通道。形成的導電通道可以控制PNP型雙極型晶體管的集電極-發射極之間的電流,使其開始導通。
開態(導通狀態):在開啟過渡態后,如果在集電極和發射極之間施加足夠的正向電壓,PNP型雙極型晶體管將進入飽和區,此時IGBT處于導通狀態,允許電流流過。
關閉過渡態:當柵極不再施加正向電壓時,導電通道關閉,PNP型雙極型晶體管恢復到截止區,IGBT進入關斷狀態,電流無法通過。
IGBT結合了MOSFET和雙極型晶體管的優點,具有低壓控制特性(MOSFET)和高電流驅動能力(雙極型晶體管)。它具有較低的開關損耗和較高的開關速度,適用于高頻應用。同時,由于使用絕緣柵極層隔離了柵極和其他部分,提高了絕緣性能和可靠性。 |
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