在這篇文章中，小編將對IGBT及其開通過程的相關內容和情況加以介紹以幫助大家增進對IGBT的了解程度，和小編一起來閱讀以下內容吧。
一、什么是IGBT
IGBT是“Insulated Gate Bipolar Transistor”的首字母縮寫，中文名稱是“絕緣柵雙極晶體管”。通過結合MOSFET和雙極晶體管，IGBT成為同時具備這兩種器件優(yōu)點的功率晶體管。IGBT有N溝道型和P溝道型兩種，本文中以目前主流的N溝道型為例展開介紹。
N溝道IGBT的電路圖符號及其等效電路如下。有些等效電路圖會更詳細一些，但這里為了便于理解，給出的是相對簡單的示意圖。包括結構在內，實際的產品會更復雜一些。
IGBT具有柵極、集電極、發(fā)射極3個引腳。柵極與MOSFET相同，集電極和發(fā)射極與雙極晶體管相同。IGBT與MOSFET一樣通過電壓控制端口，在N溝道型的情況下，對于發(fā)射極而言，在柵極施加正電壓時，集電極-發(fā)射極導通，流過集電極電流。
IGBT是結合了MOSFET和雙極晶體管優(yōu)點的晶體管。MOSFET由于柵極是隔離的，因此具有輸入阻抗高、開關速度較快的優(yōu)點，但缺點是在高電壓時導通電阻較高。雙極晶體管即使在高電壓條件下導通電阻也很低，但存在輸入阻抗低和開關速度慢的缺點。通過彌補這兩種器件各自的缺點，IGBT成為一種具有高輸入阻抗、高開關速度*、即使在高電壓條件下也能實現低導通電阻的晶體管。
二、IGBT開通過程
開通過程簡述：
圖 IGBT開通過程波形
a)階段1(0—t1)：在此階段，柵極電流開始對柵電容CGE充電，但是VGE
b)階段2(tl—t2)：在t1時刻，VGE>Vth，溝道開啟，電子開始通過溝道注入到基區(qū)，同時背面的集電極開始向基區(qū)內注入空穴，集電極開始產生電流IC，此時IC
c)階段3(t2—t3)：在t2時刻，IC=IL，流過續(xù)流二極管的電流降低至0，二極管內部載流子開始復合。
d)階段4(t3—t4)：續(xù)流二極管內部載流子已經完成復合，續(xù)流二極管兩端電壓開始上升，這導致IGBT兩端的電壓下降和柵極集電極電容CGC放電。此時IGBT電流Ic形成過沖，過沖的大小與CGC大小有密切關系，CGC越大，IC過沖越大。
e)階段5(t4—t5)：在t4時刻，VGE將調整以適應IC的過沖，在t5時刻，二極管反向恢復完成，VGE將會略微下降，使IGBT可以承受負載電流IL。在此階段，柵極發(fā)射極電壓VGE保持恒定，柵極電流流入至柵極集電極電容CGC，集電極發(fā)射極兩端電壓隨著CGC放電而下降。
f)階段6(t6—t7)：在t6時刻，VCE下降到使IGBT進入飽和狀態(tài)，柵極反射極電壓增加以維持IL，當VCE衰減穩(wěn)定后，穩(wěn)定值即為飽和導通壓降VCE(sat)，到此開通過程完全結束。
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