IGBT模塊的適用功率小至幾百瓦,高至數(shù)兆瓦。這些產(chǎn)品可用于通用驅(qū)動器、牽引、伺服裝置和可再生能源發(fā)電(如光伏逆變器或風(fēng)電應(yīng)用)等應(yīng)用,具有高可靠性、出色性能、率和使用壽命長的優(yōu)勢。IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應(yīng)用實現(xiàn)一致性的散熱性能。
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。IGBT 的驅(qū)動方法和MOSFET 基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET ,所以具有高輸入阻抗特性。
IGBT一般分為IGBT單管和IGBT模塊。簡而言之IGBT電流密度高且功耗低,能夠提高能效、降低散熱需求,從而有效降低整體系統(tǒng)成本。它們廣泛應(yīng)用于通用逆變器、太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)、感應(yīng)加熱設(shè)備、大型家電、焊接以及開關(guān)電源(SMPS)等領(lǐng)域。
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。