IGBT場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 IGBT場(chǎng)效應(yīng)管的選擇方法

IGBT，即絕緣柵雙極晶體管，是一種高效能的半導(dǎo)體器件，它結(jié)合了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）和雙極結(jié)型晶體管（BJT）的特性。

IGBT場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理

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(kāi)關(guān)作用是通過(guò)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(mén)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(guò)低則IGBT不能穩(wěn)定的工作，如果過(guò)高甚至超過(guò)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(guò)允許值，則流過(guò)IGBT的電流會(huì)超限，導(dǎo)致IGBT的結(jié)溫超過(guò)允許值，此時(shí)IGBT也有可能會(huì)永久損壞。

IGBT場(chǎng)效應(yīng)管的選擇方法

選擇

IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系見(jiàn)下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí)，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗增大，使原件發(fā)熱加劇，因此，選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。

測(cè)量

靜態(tài)測(cè)量:把萬(wàn)用表放在乘100檔,測(cè)量黑表筆接1端子、紅表筆接2端子,顯示電阻應(yīng)為無(wú)窮大; 表筆對(duì)調(diào),顯示電阻應(yīng)在400歐左右.用同樣的方法,測(cè)量黑表筆接3端子、紅表筆接1端子, 顯示電阻應(yīng)為無(wú)窮大;表筆對(duì)調(diào),顯示電阻應(yīng)在400歐左右.若符合上述情況表明此IGBT的兩個(gè)單元沒(méi)有明顯的故障.

動(dòng)態(tài)測(cè)試: 把萬(wàn)用表的檔位放在乘10K檔,用黑表筆接4端子,紅表筆接5端子,此時(shí)黑表筆接3端子紅表筆接1端子, 此時(shí)電阻應(yīng)為300-400歐,把表筆對(duì)調(diào)也有大約300-400歐的電阻表明此IGBT單元是完好的. 用同樣的方法測(cè)試1、2端子間的IGBT,若符合上述的情況表明該IGBT也是完好的。

將萬(wàn)用表?yè)茉赗×10KΩ擋，用黑表筆接IGBT 的漏極(D)，紅表筆接IGBT 的源極(S)，此時(shí)萬(wàn)用表的指針指在無(wú)窮處。用手指同時(shí)觸及一下柵極(G)和漏極(D)，這時(shí)IGBT 被觸發(fā)導(dǎo)通，萬(wàn)用表的指針擺向阻值 較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時(shí)觸及一下源極(S)和柵極(G)，這時(shí)IGBT 被阻 斷，萬(wàn)用表的指針回到無(wú)窮處。此時(shí)即可判斷IGBT 是好的。

注意：若進(jìn)第二次測(cè)量時(shí)，應(yīng)短接一下源極(S)和柵極(G)。任何指針式萬(wàn)用表皆可用于檢測(cè)IGBT。注意判斷IGBT 好壞時(shí)，一定要將萬(wàn)用表?yè)茉赗×10KΩ擋，因R×1K Ω擋以下各檔萬(wàn)用表內(nèi)部電池電壓太低，檢測(cè)好壞時(shí)不能使IGBT 導(dǎo)通，而無(wú)法判斷IGBT 的好壞。