原创 IGBT基础与运用-1

2010-5-6 16:40 4055 8 29 分类: 消费电子

筹备了一段时间,也找了不少的资料将准备开始整理和学习IGBT的材料。

IGBT 的资料有很多,如果想找,可以在baidu文档里面找中文的资料,也可以在google找pdf的英文资料。粗略看起来较为详细的有:富士IGBT应用手册,三菱第五代IGBT应用手册。而英飞凌的网站上的资料也较为齐整,都是英文的兄弟们可参详。

IGBT,中文名字为绝缘栅双极型晶体管,它是由 MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内。

理想等效电路与实际等效电路如图所示:

 

1.jpg

IGBT 的静态特性一般用不到,暂时不用考虑,重点考虑动态特性(开关特性)。

动态特性的简易过程可从下面的表格和图形中获取:

2.jpg

IGBT的开通过程

IGBT 在开通过程中,分为几段时间

1.与MOSFET类似的开通过程,也是分为三段的充电时间

2.只是在漏源DS电压下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和过程中增加了一段延迟时间。

在上面的表格中,定义了了:开通时间Ton,上升时间Tr和Tr.i
除了这两个时间以外,还有一个时间为开通延迟时间td.on:td.on=Ton-Tr.i
IGBT在关断过程
IGBT在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。
第一段是按照MOS管关断的特性的
第二段是在MOSFET关断后,PNP晶体管上存储的电荷难以迅速释放,造成漏极电流较长的尾部时间。
在上面的表格中,定义了了:关断时间 Toff,下降时间Tf和Tf.i
除了表格中以外,还定义
trv为DS端电压的上升时间和关断延迟时间td(off)。
漏极电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成,而总的关断时间可以称为toff=td(off)+trv十t(f),td(off)+trv之和又称为存储时间。
从下面图中可看出详细的栅极电流和栅极电压,CE电流和CE电压的关系:

3.jpg

从另外一张图中细看MOS管与IGBT管栅极特性可能更有一个清楚的概念:
开启过程

4.jpg

关断过程
5.jpg

关于MOS的栅极过程,曾经写过一篇详细的博文:

MOS管驱动基础和时间功耗计算


MOS管寄生参数的影响和其驱动电路要点

更多阅读:
IGBT基础与运用-1
IGBT基础与运用-2
IGBT基础与运用-3

文章评论21条评论)

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xiaopingyang919_199407204 2014-11-28 11:22

谢谢!

wwwjjy2008_678997650 2014-11-28 11:00

基础是很重要的,好好学!

zhenjun121_442034780 2014-9-26 13:38

OK!

dongmiandezhu_784796168 2011-8-5 16:59

好无语的说。。换来换去的,方向在哪里?

289379297_739530739 2011-7-7 19:24

看完了,,楼主,我现在也在准备电子大赛,做硬件,大三,迷茫中,据说,工作硬件不怎么看好啊

squ_641802731 2011-6-27 22:51

有时候不是我们不努力,而是我们的努力根本没有被认同!

radare_110361338 2011-6-24 08:30

感慨!说的真好! “一个外国公司最难能可贵的不是它的技术,而是他的设计流程,以及遵守流程的工程师。”

xuhanjun_604974355 2011-6-20 14:27

感动!

aronchang60_904626626 2010-11-24 09:07

打腫臉充胖子的時代終將過去, 重要的是準備好迎接未來了嗎?

360209860_219249256 2010-11-23 21:04

仰止~
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