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发表于 2008-3-20 16:16:48
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来自： 中国广东汕头
IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给 PNP 晶体管提供基极电流,使 IGBT 导通. . u( o+ ~- {3 t
反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使 IGBT 关断. IGBT 的驱动方法和 MOSFET
& c; z f$ E( \( L+ H" I5 F+ l基本相同,只需控制输入极 N 一沟道 MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性. 4 R- W5 ?4 I0 M5 R. e% e$ F$ ^
当 MOSFET 的沟道形成后,从 P+ 基极注入到 N 一层的空穴(少子),对 N 一层进行电导调制,减小 N 一层 : e# |2 S& c& L) j
的电阻,使 IGBT 在高电压 时,也具有低的通态电压. Y. s Q# Q/ q
IGBT 的工作特性包括静态和动态两类:
9 k+ g/ v4 p/ k0 h 1 ．静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和 开关特性.
6 `3 \1 {5 x# C IGBT 的伏安特性是指以栅源电压 Ugs 为参变量时,漏极电流与 栅极电压之间的关系曲线.
% M1 N+ V7 W* u5 {# E* X: J输出漏极电流比受栅源电压 Ugs 的控 制, Ugs 越高, Id 越大.它与 GTR 的输出特性相似．也可分为饱和 区 1
+ u M/ o* A0 G+ b- [、放大区 2 和击穿特性 3 部分.在截止状态下的 IGBT ,正向电 压由 J2 结承担,反向电压由 J1 结承担.如果 ' r0 T! A, H+ J! \$ Z/ Y
无 N+ 缓冲区,则正反 向阻断电压可以做到同样水平,加入 N+ 缓冲区后,反向关断电压只 能达到几十伏水平 , _) f7 F+ D3 h& @" Y; \* y* `
,因此限制了 IGBT 的某些应用范围. 9 `4 J% @* e- i+ @1 e2 T1 Z
IGBT 的转移特性是指输出漏极电流 Id 与栅源电压 Ugs 之间的 关系曲线.它与 MOSFET 的转移特性相同,
& {! f. q. ]+ c2 }7 r当栅源电压小于开启电 压 Ugs(th) 时, IGBT 处于关断状态.在 IGBT 导通后的大部分漏极电 流范围内, Id 5 _7 s F% i' E' h) J
与 Ugs 呈线性关系.最高栅源电压受最大漏极电流限 制,其最佳值一般取为 15V 左右. & K$ @. `" P; W+ N" [
IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系. IGBT 处于导通态时,由于它的 PNP 晶体管为宽基区
" D& |& C$ q& t5 F晶体管,所以其 B 值 极低.尽管等效电路为达林顿结构,但流过 MOSFET 的电流成为 IGBT 总电流的主要部分.
- c6 _: a: H) t5 ^/ @4 S. I此时,通态电压 Uds(on) 可用下式表示
9 u! z2 M( n" ^. F( D# w% WUds(on) ＝ Uj1 + Udr + IdRoh ( 2 - 14 )
1 I7 u7 p) n! h- b8 w$ L! B" B 式中 Uj1 —— JI 结的正向电压,其值为 0.7 ~ IV ; 1 u* [! Z$ Y1 |2 s- _: ~
Udr ——扩展电阻 Rdr 上的压降; B) d$ y9 Z: m% A" d; f
Roh ——沟道电阻.
9 |( L- Y3 J' F 通态电流 Ids 可用下式表示: ; G- x1 y4 t/ e1 @. L' h
Ids=(1+Bpnp)Imos (2 - 15 ) ; y5 L5 |) U7 M% F3 j) W6 x7 L
式中 Imos ——流过 MOSFET 的电流. ( ~7 e/ O& z. [4 {& d% B
由于 N+ 区存在电导调制效应,所以 IGBT 的通态压降小,耐压 1000V 的 IGBT 通态压降为 2 ~ 3V 9 z# t) R9 X4 e- U
IGBT 处于断态时,只有很小的泄漏电流存在. 5 a! K4 n/ l( S8 q. c
2 ．动态特性 IGBT 在开通过程中,大部分时间是作为 MOSFET 来运行的,只是在漏源电压 Uds 下降过程后期, 1 f: Q: a0 p7 u/ I) ]
PNP 晶体 管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间. td(on) 为开通延迟时间, tri 为电流上升时间.实际应
, c* p& D3 a- Y( E) g. S6 Y* h用中常给出的漏极电流开通时间 ton 即为 td (on) tri 之和.漏源电压的下降时间由 tfe1 和 tfe2 组成,如图 5 w* U3 X$ n! o; z) \! c
2 - 58 所示 ' p/ a, L- g% h" U
IGBT 在关断过程中,漏极电流的波形变为两段.因为 MOSFET 关断后, PNP 晶体管的存储电荷难以迅速消除,造成漏
5 s* T% K' e" N: j1 p极电流较长的尾部时间, td(off) 为关断延迟时间, trv 为电压 Uds(f) 的上升时间.实际应用中常常给出的漏极电
0 l2 _# x6 j3 D流的下降时间 Tf 由图 2 - 59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成,而漏极电流的关断时间
8 [" ~( h B* i: j- mt(off)=td(off)+trv 十 t(f) ( 2 - 16 )
0 h* J* R) Y# n. D% [( G式中, td(off) 与 trv 之和又称为存储时间.
! A$ d& W/ [7 c粗测IGBT放大性能可以用下面方法' Z" A I ]4 K: s- L, X
1. 场效应管检测(SFP9630、IRFS630)：
2 L) F0 P/ p4 s( c8 oP沟道场效应管以SFP9630为例，万用表置于二极管档位，按下表检测：5 j D. u9 g" _
表3.9－2 P沟道场效应管
1 L! X; c$ U, s' n先三脚短路后进行下列测试1 I# J; S3 s, e6 q' l5 h8 q
表笔连接
( W$ G* h# A) P# j: b | 读数 $ i1 f, g" u7 a$ Q
| 评判 2 H. ? u& U) M, O. d" H8 [0 s+ i
| 引脚示意图 * l Y5 N7 d$ Z
| 红－S、D # B9 I0 E. R4 w
| 黑－G
, u4 H/ {$ c1 ] | 无穷大
. Q. d! ^( u5 { r* f) I2 s | 好 g* E* i; }% i6 p2 A
| , g# Q. |8 m9 P; C
| 红－G
( ~1 ?# @' |( c2 X | 黑－S、D
0 c. ^* v) g( F, b | 无穷大 $ ]1 T L: i" g5 k* h
| 好
. b( I/ U5 J; X8 \' N8 Q5 f4 I | 红－S
4 r, U' b+ n$ F& Y, J6 n | 黑－D
( M" W& z& Y4 f* L. C1 u3 _ | 无穷大
( P& z, i: L- G | 好
; B8 F' ?! |4 e) E9 W) ~ | 红－D ! |& ^9 t" ~ V( L
| 黑－S 6 y3 Q4 i$ g* p
| 0.5读数 8 k4 c' @& U" O
| 好 ) R% \$ ^6 Y' N2 P5 B
| 红－S
9 r( e% d0 ]% V; m | 黑－G # q& C" ^1 O+ H7 e c. K- X4 l2 h
| 无穷大 + w5 ]# H0 ~% T% g
| 红－S不变，黑－D，有0.8读数，好9 N! u7 k( J3 V, x! Y, K
| 三只脚短路后重新测试才有效，以上测试结果属正常，否则不正常。
! `. h1 K6 j4 L |
N沟道场效应管以IRFS630为例，万用表置于二极管档位按下表检测： t- ]9 j. W; m2 w, _. D# R
表3.9－2 N沟道场效应管 * }( w0 R" H% p
先三脚短路后进行下列测试
) m, f5 b4 Y, P; {6 m& |5 x$ b表笔连接
: l3 d' H/ e1 S$ i | 读数 : e g+ C9 C% i5 b; `
| 评判
6 W( y# Z5 L+ u% E | 引脚示意图 4 ?/ w& g( e) M1 y' M1 H; _
| 红－G
5 n+ M1 a( g$ w! y( [ | 黑－D、S
& V+ L! m p- n' |" O1 J! F | 无穷大
: e5 t# X( }. s$ Y* i# s | 好 0 S' o W0 z- r
| 9 O+ H, N7 P, Y" E% N: R1 {/ j
| 红－D、S 0 t7 T( c% |$ o( _# I
| 黑－G , L+ _% \0 [) c4 B) l
| 无穷大 4 Y1 L$ t2 f9 X+ i ]
| 好 7 r: m/ R" M$ B+ Z! O
| 红－S 6 j3 W) j2 \0 d4 @
| 黑－D
& P/ }/ D2 D7 g" Q | 0.5
, v7 Z) f0 ]. k6 u2 j | 好 ; t+ O. M0 m7 ~5 h( b
| 红－D
6 b6 V+ c# v8 X1 ~% U ^ | 黑－S - ]( V- r0 y; a$ ~
| 无穷大
! r" V( o# |+ f2 J* S | 好
/ _- q$ ~8 V2 W( h/ h | 红－G 6 y* ^0 b. \6 h6 @: D2 b
| 黑－S
2 U2 f+ v& g3 Q5 X | 无穷大 8 F- d) X# F! u
| 黑不变马上转红－D，有0.8读数，好& `6 ~5 G8 M6 B k$ n% H# T
| 三只脚短路后重新测试才有效，以上测试结果属正常，否则不正常。
; R, O2 q& m4 c% O2 v( Y$ ` |
，6 Z" m2 _' W0 m* E) A! d. c
，
# G6 n5 _9 N+ X* M
8 @8 L6 E- Q7 z) N0 G[ 本帖最后由 cylzwx 于 2008-3-22 08:51 编辑 ] |
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