GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;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。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),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(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件,IGBT已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、4C(通信、計算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子)、航空航天、國防軍工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
IGBT模塊是由IGBT與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品,具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?,是電力電子裝置的“CPU” 。采用IGBT進(jìn)行功率變換,能夠提高用電效率和質(zhì)量,具有節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn),是解決能源短缺問題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
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,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,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,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,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。