少數(shù)載流子)對N-區(qū)進行電導(dǎo)調(diào)制,減小N-區(qū)的電阻RN,使高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。當(dāng)柵射極間不加信號或加反向電壓時,MOSFET內(nèi)的溝道消失,PNP型晶體管的基極電流被切斷,IGBT即關(guān)斷。由此可知,IGBT的驅(qū)動原理與MOSFET基本相同。①當(dāng)UCE為負(fù)時:J3結(jié)處于反偏狀態(tài),器件呈反向阻斷狀態(tài)。②當(dāng)uCE為正時:UC<UTH,溝道不能形成,器件呈正向阻斷狀態(tài);UG>UTH,絕緣門極下形成N溝道,由于載流子的相互作用,在N-區(qū)產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制,使器件正向?qū)ā?)導(dǎo)通IGBT硅片的結(jié)構(gòu)與功率MOSFET的結(jié)構(gòu)十分相似,主要差異是JGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術(shù)沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅(qū)動兩個雙極器件(有兩個極性的器件)?;膽?yīng)用在管體的P、和N+區(qū)之間創(chuàng)建了一個J,結(jié)。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道便形成,同時出現(xiàn)一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。如果這個電子流產(chǎn)生的電壓在,則J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),并調(diào)整N-與N+之間的電阻率,這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。的結(jié)果是在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€電子流(MOSFET電流)。 這些IGBT是汽車級別的,屬于特種模塊,價格偏貴。重慶進口SEMIKRON西門康IGBT模塊推薦貨源
可控硅可控硅簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優(yōu)點。在自動控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅(qū)動器件,實現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動系統(tǒng)中得到了的應(yīng)用??煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡稱TRIAC。雙向可控硅在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向?qū)üδ?。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負(fù)脈沖)可使其正向(或反向)導(dǎo)通。這種裝置的優(yōu)點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特別適合做交流無觸點開關(guān)使用。IGBTIGBT絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。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,驅(qū)動功率小而飽和壓降低。IGBT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、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。 湖北進口SEMIKRON西門康IGBT模塊貨源充足IGBT在開通過程中,大部分時間是作為MOSFET來運行的。
MOS管和IGBT管作為開關(guān)元件,在電子電路中會經(jīng)常出現(xiàn),它們在外形及特性參數(shù)上也比較相似,相信有不少人會疑惑為什么有的電路中需要用到MOS管,而有的卻需要用到IGBT管?它們之間有何區(qū)別呢?接下來冠華偉業(yè)為你解惑!何為MOS管?MOS管即MOSFET,中文全稱是金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,由于這種場效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應(yīng)管。MOSFET依照其“通道”(工作載流子)的極性不同,可分為“N型”與“P型”的兩種類型,通常又稱為NMOSFET與PMOSFET。MOS管本身自帶有寄生二極管,作用是防止VDD過壓的情況下,燒壞mos管,因為在過壓對MOS管造成破壞之前,二極管先反向擊穿,將大電流直接到地,從而避免MOS管被燒壞。何為IGBT?IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由晶體三極管和MOS管組成的復(fù)合型半導(dǎo)體器件。IGBT的電路符號至今并未統(tǒng)一,畫原理圖時一般是借用三極管、MOS管的符號,這時可以從原理圖上標(biāo)注的型號來判斷是IGBT還是MOS管。同時還要注意IGBT有沒有體二極管,圖上沒有標(biāo)出并不表示一定沒有,除非官方資料有特別說明,否則這個二極管都是存在的。IGBT內(nèi)部的體二極管并非寄生的。
措施:在三相變壓器次級星形中點與地之間并聯(lián)適當(dāng)電容,就可以減小這種過電壓。與整流器并聯(lián)的其它負(fù)載切斷時,因電源回路電感產(chǎn)生感應(yīng)電勢的過電壓。變壓器空載且電源電壓過零時,初級拉閘,因變壓器激磁電流的突變,在次級感生出很高的瞬時電壓,這種電壓尖峰值可達工作電壓的6倍以上。交流電網(wǎng)遭雷擊或電網(wǎng)侵入干擾過電壓,即偶發(fā)性浪涌電壓,都必須加阻容吸收路進行保護。3.直流側(cè)過電壓及保護當(dāng)負(fù)載斷開時或快熔斷時,儲存在變壓器中的磁場能量會產(chǎn)生過電壓,顯然在交流側(cè)阻容吸收保護電路可以抑制這種過電壓,但由于變壓器過載時儲存的能量比空載時要大,還不能完全消除。措施:能常采用壓敏吸收進行保護。4.過電流保護一般加快速熔斷器進行保護,實際上它不能保護可控硅,而是保護變壓器線圈。5.電壓、電流上升率的限制4.均流與晶閘管選擇均流不好,很容易燒壞元件。為了解決均流問題,過去加均流電抗器,噪聲很大,效果也不好,一只一只進行對比,擰螺絲松緊,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我們采用的辦法是:用計算機程序軟件進行動態(tài)參數(shù)篩選匹配、編號,裝配時按其號碼順序裝配,很間單。每一只元件上都刻有字,以便下更換時參考。這樣能使均流系數(shù)可達到。 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、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
該電場會阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴散。倘若我們在發(fā)射結(jié)添加一個正偏電壓(p正n負(fù)),來減弱內(nèi)建電場的作用,就能使得空穴能繼續(xù)向N區(qū)擴散。擴散至N區(qū)的空穴一部分與N區(qū)的多數(shù)載流子——電子發(fā)生復(fù)合,另一部分在集電結(jié)反偏(p負(fù)n正)的條件下通過漂移抵達集電極,形成集電極電流。值得注意的是,N區(qū)本身的電子在被來自P區(qū)的空穴復(fù)合之后,并不會出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況,因為b電極(基極)會提供源源不斷的電子以保證上述過程能夠持續(xù)進行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關(guān)系有很大幫助。MOSFET:金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,簡稱場效晶體管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(以N-MOSFET為例)如下圖所示。MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號在P型半導(dǎo)體襯底上制作兩個N+區(qū),一個稱為源區(qū),一個稱為漏區(qū)。漏、源之間是橫向距離溝道區(qū)。在溝道區(qū)的表面上,有一層由熱氧化生成的氧化層作為介質(zhì),稱為絕緣柵。在源區(qū)、漏區(qū)和絕緣柵上蒸發(fā)一層鋁作為引出電極,就是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。上節(jié)我們提到過一句,MOSFET管是壓控器件,它的導(dǎo)通關(guān)斷受到柵極電壓的控制。我們從圖上觀察,發(fā)現(xiàn)N-MOSFET管的源極S和漏極D之間存在兩個背靠背的pn結(jié),當(dāng)柵極-源極電壓VGS不加電壓時。 IGBT是將強電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進化。進口SEMIKRON西門康IGBT模塊推薦貨源
IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時,漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。重慶進口SEMIKRON西門康IGBT模塊推薦貨源
這部分在定義當(dāng)中沒有被提及的原因在于它實際上是個npnp的寄生晶閘管結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)對IGBT來說是個不希望存在的結(jié)構(gòu),因為寄生晶閘管在一定的條件下會發(fā)生閂鎖,讓IGBT失去柵控能力,這樣IGBT將無法自行關(guān)斷,從而導(dǎo)致IGBT的損壞。具體原理在這里暫時不講,后續(xù)再為大家更新。2、IGBT和BJT、MOSFET之間的因果故事BJT出現(xiàn)在MOSFET之前,而MOSFET出現(xiàn)在IGBT之前,所以我們從中間者MOSFET的出現(xiàn)來闡述三者的因果故事。MOSFET的出現(xiàn)可以追溯到20世紀(jì)30年代初。德國科學(xué)家Lilienfeld于1930年提出的場效應(yīng)晶體管概念吸引了許多該領(lǐng)域科學(xué)家的興趣,貝爾實驗室的Bardeem和Brattain在1947年的一次場效應(yīng)管發(fā)明嘗試中,意外發(fā)明了電接觸雙極晶體管(BJT)。兩年后,同樣來自貝爾實驗室的Shockley用少子注入理論闡明了BJT的工作原理,并提出了可實用化的結(jié)型晶體管概念。1960年,埃及科學(xué)家Attala及韓裔科學(xué)家Kahng在用二氧化硅改善BJT性能的過程中意外發(fā)明了MOSFET場效應(yīng)晶體管,此后MOSFET正式進入功率半導(dǎo)體行業(yè),并逐漸成為其中一大主力。發(fā)展到現(xiàn)在,MOSFET主要應(yīng)用于中小功率場合如電腦功率電源、家用電器等。 重慶進口SEMIKRON西門康IGBT模塊推薦貨源