绝缘栅

华润微电子功率器件的多样应用与选型指南

发布时间:2025/4/1 13:45:24   
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、IGBT详解

IGBT,全称InsulatedGateBipolarTransistor,即绝缘栅双极晶体管,是一种集成了双极型三极管(BJT)与绝缘栅型场效应管(MOS)优点的功率半导体器件。它不仅具备高电压承受能力,还拥有低开关损耗的特性,因此在电力电子领域得到了广泛的应用。IGBT芯片的结构巧妙,由NPN型双极晶体管和PNP型双极晶体管通过绝缘栅层相隔离,既保留了MOSFET的高输入阻抗和低驱动功率,又继承了BJT的高电流承受能力和低导通压降。其控制端通过绝缘栅极实现对IGBT的精确控制,从而在高压大电流的应用场景中发挥着至关重要的作用。为了更深入地理解IGBT的结构与工作原理,我们接下来将探讨其电路图符号、等效电路以及基本工作原理。IGBT具有三个引脚:栅极、集电极和发射极。可以将其理解为,栅极的设计与MOSFET的栅极相似,而集电极与发射极则与双极晶体管相类似。在N沟道IGBT中,当在栅极施加正栅极电压VGE时,该电压会控制元件相对于发射极的导通状态,从而使得集电极与发射极之间能够顺畅地流通电流IC,这与MOSFET的工作原理相似。IGBT的工作原理可以这样理解:它本质上是一个由MOSFET驱动的厚基区PNP型晶体管。其简化等效电路如图(b)所示,其中RN代表PNP晶体管基区内的调制电阻。从这个等效电路中,我们可以清晰地看到IGBT是由晶体管和MOSFET组成的达林顿结构复合器件。由于该晶体管为PNP型,而MOSFET为N沟道场效应晶体管,因此这种结构的IGBT被称为N沟道IGBT,其符号为N-IGBT。同样地,也存在P沟道IGBT,即P-IGBT。

IGBT的导通过程是通过施加正向栅极电压来形成沟道,进而为PNP晶体管提供所需的基极电流,使其导通。相反,要关断IGBT,则施加反向门极电压以消除沟道,从而切断基极电流。

2、如何选择合适的IGBT

在电子设备中,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为一种重要的半导体器件,其选型至关重要。那么,我们应该如何进行IGBT的选型呢?接下来,我们将探讨几个关键步骤。

首先,我们需要明确应用需求。不同的电子设备对IGBT的性能和参数有着不同的要求。例如,一些设备可能需要高电压、大电流的IGBT,而另一些则可能更注重效率、功耗或尺寸等方面的性能。因此,在选型前,我们必须对应用需求有清晰的认识。

其次,我们需要评估各种IGBT产品的性能参数。IGBT的性能参数包括电压、电流、开关速度、损耗等。这些参数对于评估IGBT是否满足应用需求至关重要。我们需要对比不同产品的性能参数,找出最符合应用需求的IGBT。

此外,我们还需要考虑IGBT的封装形式和尺寸。封装形式和尺寸对于电子设备的整体设计和性能也有着重要的影响。不同的封装形式和尺寸可能导致散热性能、功耗和尺寸等方面的差异。因此,在选型时,我们也需要综合考虑这些因素。

最后,我们还需要

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