IGBT也是有三個(gè)引腳的器件,三個(gè)引腳分別是:柵極G,集電極C和發(fā)射極E。IGBT 可以看作 BJT 和 MOS 管的融合體,IGBT具有 MOS 的輸入特性和BJT 管的輸出特性。與 BJT 或 MOS管相比, IGBT 的優(yōu)勢(shì)在于它提供了比標(biāo)準(zhǔn)雙極型晶體管更大的功率增益,以及更高的工作電壓和更低的 MOS 管輸入損耗。IGBT 主要用于放大器,用于通過(guò)脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 切換/處理復(fù)雜的波形。
IGBT本質(zhì)上就是一個(gè)電子開(kāi)關(guān),當(dāng)我們給G極高電平,它就導(dǎo)通了,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合;當(dāng)我們給G極低電平,它就會(huì)截止,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)??吹紾極,C極,E極大家是不是感到非常熟悉?是的,G極,即是MOS管的柵極G極;C極和E極分別是三極管的集電極C極和發(fā)射極E極,因?yàn)镮GBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)是結(jié)合了MOS管的低驅(qū)動(dòng)電流特性,三極管低導(dǎo)通電阻這些優(yōu)勢(shì),MOS管是電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)器件,當(dāng)MOS管導(dǎo)通時(shí),它的G極、S極幾乎相當(dāng)于斷路,電流極小,所以說(shuō)MOS管的驅(qū)動(dòng)電流低;三極管飽和導(dǎo)通時(shí),它的C極、E極電阻很小,所以說(shuō)三極管的導(dǎo)通電阻低,所以IGBT的等效電路符號(hào)是集MOS管和三極管兩者于一身,當(dāng)我們給G極低電平時(shí),IGBT就截止,當(dāng)給G極高電平時(shí),MOS管先導(dǎo)通,然后三極管的C極、E極形成了電流,所以IGBT就導(dǎo)通了,這個(gè)就是IGBT的工作原理。
IGBT 是電壓控制器件,因此它只需要一個(gè)很小的電壓到柵極即可保持導(dǎo)通狀態(tài)。由于是單向器件, IGBT 只能在從集電極到發(fā)射極的正向切換電流。IGBT的典型開(kāi)關(guān)電路如下所示,柵極電壓 VG施加到柵極引腳以從電源電壓 V+ 切換電機(jī) (M)。電阻 Rs 大致用于限制通過(guò)電機(jī)的電流。
● 導(dǎo)通時(shí)間( t on):通常由延遲時(shí)間 (t dn ) 和上升時(shí)間 (t r ) 兩部分組成。
● 延遲時(shí)間(t dn ):定義為集電極電流從漏電流 ICE上升到 0.1 IC(最終集電極電流)和集電極發(fā)射極電壓從 VCE下降到 0.9VCE的時(shí)間。
● 上升時(shí)間( r ):定義為集電極電流從 0.1 IC上升到 IC以及集電極-發(fā)射極電壓從 0.9V CE下降到 0.1 VCE的時(shí)間。
● 關(guān)斷時(shí)間( t off):由三個(gè)部分組成,延遲時(shí)間 (t df )、初始下降時(shí)間 (t f1 ) 和最終下降時(shí)間 (t f2 )。
● 延遲時(shí)間(t df ):定義為集電極電流從 IC下降到 0.9 IC并且 V CE開(kāi)始上升的時(shí)間。
● 初始下降時(shí)間(t f1 ):是集電極電流從 0.9 I C下降到 0.2 IC并且集電極發(fā)射極電壓上升到 0.1 VCE的時(shí)間。
● 最終下降時(shí)間(t f2 ):定義為集電極電流從 0.2 I C下降到 0.1 IC并且 0.1V CE上升到最終值 VCE的時(shí)間。
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