IGBT工作原理是什么？IGBT正向耐壓、反向耐壓了解嗎

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(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、IGBT的工作原理

IGBT由柵極（G）、發(fā)射極（E）和集電極（C）三個(gè)極控制。如圖1，IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。由圖2可知，若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET導(dǎo)通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOSFET截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。

圖1 IGBT 結(jié)構(gòu)圖

圖2 IGBT電氣符號(hào)（左）與等效的電路圖（右）

如果IGBT柵極與發(fā)射極之間的電壓，即驅(qū)動(dòng)電壓過低則IGBT不能穩(wěn)定的工作，如果過高甚至超過柵極—發(fā)射極之間的耐壓，則IGBT可能會(huì)永久損壞。同樣，如果IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓超過允許值，則流過IGBT的電流會(huì)超限，導(dǎo)致IGBT的結(jié)溫超過允許值，此時(shí)IGBT也有可能會(huì)永久損壞。

二、IGBT正向耐壓和反向耐壓

正向耐壓：

ＲB-IGBT除終端結(jié)構(gòu)外和傳統(tǒng)的縱向NPT-IGBT基本相同，其有源區(qū)在正面，包括多晶硅柵極、n+發(fā)射區(qū)和p基區(qū)，然后有源區(qū)的下面是n-漂移區(qū)，最后是集電極。當(dāng)集射極之間加正電壓時(shí)，由p-基區(qū)和n-漂移區(qū)形成的反偏PN結(jié)來承擔(dān)外部電壓，為了提高擊穿電壓和抑制閂鎖，往往會(huì)將發(fā)射極的n+源區(qū)和p-基區(qū)短接。在正向阻斷時(shí)，為了提高擊穿電壓和抑制閂鎖，一定的終端技術(shù)是必要的，比較常見的有兩種：在p-基區(qū)旁加浮空?qǐng)霏h(huán)和場(chǎng)板技術(shù)，其他的技術(shù)還包括結(jié)終端擴(kuò)展、斜角邊緣終端技術(shù)等。下圖是加浮空?qǐng)霏h(huán)的情況：

雖然方法不同，但都是為了防止電場(chǎng)的局部集中而在終端區(qū)域發(fā)生雪崩擊穿。由于比較厚的n-漂移區(qū)和出色的正面終端，使得器件具有很高的正向耐壓能力。

反向耐壓

NPT-IGBT 結(jié)構(gòu)雖然沒有緩沖層，但是它的反向阻斷能力依然很差，因?yàn)樾酒某叽缡怯邢薜模谇懈钚酒瑫r(shí)，如果切割線穿過了承受高壓的pn結(jié)，晶格損傷和應(yīng)力會(huì)引起很大的反向漏電流，導(dǎo)致?lián)舸╇妷汉烷L(zhǎng)期穩(wěn)定性的降低。早期的反向終端采用的是臺(tái)面刻蝕技術(shù)，通過重?fù)诫s(p+)的集電極和低摻雜(n-) 的漂移區(qū)形成的pn結(jié)和深槽的正斜角來阻斷反向電壓，這種深溝槽將有晶格損傷的表面隔離，因而沒有形成很大的漏電流。總之，RB-IGBT是在NPT-IGBT的基礎(chǔ)上，通過特有的終端技術(shù)和摻雜技術(shù)來，減小漏電流，同時(shí)形成反偏的PN結(jié)來提高擊穿電壓，相當(dāng)于串聯(lián)了一個(gè)耐高壓的二極管，使得IGBT具有反向耐壓能力。都是利用PN結(jié)來隔離晶格損傷的表面。

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(duì)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！