IGBT是一種適合高電壓、大電流應(yīng)用的理想晶體管。IGBT的額定電壓范圍為400V至2000V,額定電流范圍為5A至1000A,IGBT廣泛用于工業(yè)應(yīng)用(例如,逆變器系統(tǒng)和不間斷電源(UPS))、消費(fèi)類應(yīng)用(例如,空調(diào)和電磁爐),以及車載應(yīng)用(例如,電動汽車(EV)電機(jī)控制器)。
按照封裝工藝來看,IGBT模塊主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主,中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù),如燒結(jié)取代焊接,壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。
在IGBT使用過程中,可以通過控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實(shí)現(xiàn)對IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。
1)當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。
2)當(dāng)集-射極電壓UCE<0時(shí),J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
3)當(dāng)集-射極電壓UCE>0時(shí),分兩種情況:
若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。
若柵-射極電壓UGE>Uth ,柵極溝道形成,IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)(正常工作)。此時(shí),空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。
熱限制就是我們脈沖功率,時(shí)間比較短,它可能不是一個(gè)長期的工作點(diǎn),可能突然增加,這個(gè)時(shí)候就涉及到另外一個(gè)指標(biāo),動態(tài)熱阻,我們叫做熱阻抗。這個(gè)波動量會直接影響到IGBT的可靠性,就是壽命問題。你可以看到50赫茲波動量非常小,這個(gè)壽命才長。