IGBT工作原理詳解！分析IGBT模塊過電流損壞是如何造成的！

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/IGBT" target="_blank">IGBT的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認識，主要內(nèi)容如下。

一、IGBT及其工作原理

IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由（BJT）雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有（MOSFET）金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管（GTR）的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；（因為Vbe=0.7V,而Ic可以很大（跟PN結(jié)材料和厚度有關(guān)））MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。（因為MOS管有Rds，如果Ids比較大，就會導(dǎo)致Vds很大）

IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

IGBT最主要的作用就是把高壓直流變?yōu)榻涣?，以及變頻。（所以用在電動車上比較多）

忽略復(fù)雜的半導(dǎo)體物理推導(dǎo)過程，下面是簡化后的工作原理。

IGBT有N溝道型和P溝道型兩種，主流的N溝道IGBT的電路圖符號及其等效電路如下：

所以整個過程就很簡單： 當柵極G為高電平時，NMOS導(dǎo)通，所以PNP的CE也導(dǎo)通，電流從CE流過。 當柵極G為低電平時，NMOS截止，所以PNP的CE截止，沒有電流流過。

IGBT與MOSFET不同，內(nèi)部沒有寄生的反向二極管，因此在實際使用中(感性負載)需要搭配適當?shù)目旎謴?fù)二極管。

二、分析IGBT模塊過電流損壞是如何造成的

①鎖定效應(yīng)。IGBT為復(fù)合器件， 其內(nèi)有一個寄生晶閘管，在規(guī)定的漏極電流范圍內(nèi)，NPN的正偏壓不足以使NPN晶體管導(dǎo)通，當漏極電流大到一定程度時， 這個正偏壓足以使NPN晶體管開通，進而使NPN或PNP晶體管處于飽和狀態(tài)，于是寄生晶閘管開通，柵極失去了控制作用，便發(fā)生了鎖定效應(yīng)。IGBT發(fā)生鎖定效應(yīng)后，集電極電流過大，造成了過高的功耗而導(dǎo)致器件損壞。

②長時間過流運行。IGBT模塊長時間過流運行是指IGBT的運行指標達到或超出RBSOA(反偏安全工作區(qū))所限定的電流安全邊界(如選型失誤、安全系數(shù)偏小等)，出現(xiàn)這種情況時，電路必須能在電流到達RBSOA限定邊界前立即關(guān)斷器件，才能達到保護器件的目的。

③短路超時(>10us)。短路超時是指IGBT所承受的電流值達到或超出SCSOA(短路安全工作區(qū))所限定的最大邊界，比如4-5倍額定電流時，必須在10us之內(nèi)關(guān)斷IGBT。如果此時IGBT所承受的最大電壓也超過器件標稱值，IGBT必須在更短的時間內(nèi)被關(guān)斷。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)IGBT的內(nèi)容，如果你對本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day！