具有門極輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、電流關(guān)斷能力強(qiáng)、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)。隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來越快，MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點(diǎn)的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻，人們?cè)?jīng)嘗試通過提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻，但襯底摻雜的提高會(huì)降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進(jìn)辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個(gè)雙極型BJT結(jié)構(gòu)，就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點(diǎn)，還可以通過BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應(yīng)對(duì)n漂移區(qū)的電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制，從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率，提高器件的電流能力。經(jīng)過后續(xù)不斷的改進(jìn)，目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍，應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動(dòng)電路簡單、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域。總體來說，BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當(dāng)然更準(zhǔn)確來說，這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，但并非是完全替代的關(guān)系，三者在功率器件市場都各有所長，應(yīng)用領(lǐng)域也不完全重合。因此，在時(shí)間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。 IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。上海哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管），是由BJT(雙極結(jié)型晶體三極管)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(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其具有自關(guān)斷的特征。簡單講，是一個(gè)非通即斷的開關(guān)，IGBT沒有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線，斷開時(shí)當(dāng)做開路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，如驅(qū)動(dòng)功率小和飽和壓降低等。IGBT模塊是由IGBT與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品，具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)钠骷请娏﹄娮友b置的“CPU”。采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。IGBT是以GTR為主導(dǎo)元件，MOSFET為驅(qū)動(dòng)元件的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。其外部有三個(gè)電極，分別為G-柵極，C-集電極，E-發(fā)射極。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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)。 浙江代理SEMIKRON西門康IGBT模塊哪家好IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。
一個(gè)空穴電流（雙極）。當(dāng)UCE大于開啟電壓UCE(th），MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流，IGBT導(dǎo)通。2)導(dǎo)通壓降電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減小，通態(tài)壓降小。所謂通態(tài)壓降，是指IGBT進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的管壓降UDS，這個(gè)電壓隨UCS上升而下降。3)關(guān)斷當(dāng)在柵極施加一個(gè)負(fù)偏壓或柵壓低于門限值時(shí)，溝道被禁止，沒有空穴注入N-區(qū)內(nèi)。在任何情況下，如果MOSFET的電流在開關(guān)階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是閡為換向開始后，在N層內(nèi)還存在少數(shù)的載流子（少于）。這種殘余電流值（尾流）的降低，完全取決于關(guān)斷時(shí)電荷的密度，而密度又與幾種因素有關(guān)，如摻雜質(zhì)的數(shù)量和拓?fù)?，層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形。集電極電流將引起功耗升高、交叉導(dǎo)通問題，特別是在使用續(xù)流二極管的設(shè)備上，問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關(guān)，尾流的電流值應(yīng)與芯片的Tc、IC：和uCE密切相關(guān)，并且與空穴移動(dòng)性有密切的關(guān)系。因此，根據(jù)所達(dá)到的溫度，降低這種作用在終端設(shè)備設(shè)計(jì)上的電流的不理想效應(yīng)是可行的。當(dāng)柵極和發(fā)射極間施加反壓或不加信號(hào)時(shí)，MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。4)反向阻斷當(dāng)集電極被施加一個(gè)反向電壓時(shí)，J。
在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越的應(yīng)用，在較高頻率的大、率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1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MOS截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級(jí)的漏電流流過，基本上不消耗功率。1、IGBT模塊的選擇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。特別是用作高頻開關(guān)時(shí)，由于開關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。2、使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般達(dá)到20～30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn)：在使用模塊時(shí)。 IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。
1979年，MOS柵功率開關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。這種器件表現(xiàn)為一個(gè)類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成)，其特點(diǎn)是通過強(qiáng)堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期，用于功率MOSFET制造技術(shù)的DMOS(雙擴(kuò)散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個(gè)時(shí)候，硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計(jì)。后來，通過采用PT(穿通)型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個(gè)明顯改進(jìn)，這是隨著硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步，以及采用對(duì)應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計(jì)的n+緩沖層而進(jìn)展的[3]。幾年當(dāng)中，這種在采用PT設(shè)計(jì)的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)規(guī)則從5微米先進(jìn)到3微米。90年代中期，溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的IGBT，它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通(PT)型芯片結(jié)構(gòu)。[4]在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時(shí)間之間折衷的更重要的改進(jìn)。硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變，先是采用非穿通(NPT)結(jié)構(gòu)，繼而變化成弱穿通(LPT)結(jié)構(gòu)，這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù)，是基本的，也是很重大的概念變化。這就是:穿通。 西門康的IGBT，除了電動(dòng)汽車用的650V以外，都是工業(yè)等級(jí)的。河南代理SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家直銷
它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。上海哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的
不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓，總有一個(gè)pn結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏、源極間沒有導(dǎo)電溝道，器件無法導(dǎo)通。但如果VGS正向足夠大，此時(shí)柵極G和襯底p之間的絕緣層中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場，方向從柵極指向襯底，電子在該電場的作用下聚集在柵氧下表面，形成一個(gè)N型薄層(一般為幾個(gè)nm)，連通左右兩個(gè)N+區(qū)，形成導(dǎo)通溝道，如圖中黃域所示。當(dāng)VDS＞0V時(shí)，N-MOSFET管導(dǎo)通，器件工作。了解完以PNP為例的BJT結(jié)構(gòu)和以N-MOSFET為例的MOSFET結(jié)構(gòu)之后，我們?cè)賮砜碔GBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)黃塊表示IGBT導(dǎo)通時(shí)形成的溝道。首先看黃色虛線部分，細(xì)看之下是不是有一絲熟悉之感？這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當(dāng)VGE>0V，VCE>0V時(shí)，IGBT表面同樣會(huì)形成溝道，電子從n區(qū)出發(fā)、流經(jīng)溝道區(qū)、注入n漂移區(qū)，n漂移區(qū)就類似于N-MOSFET的漏極。藍(lán)色虛線部分同理于BJT結(jié)構(gòu)，流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子，這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE，使PNP正向?qū)?，IGBT器件正常工作。這就是定義中為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外，圖中我還標(biāo)了一個(gè)紅色部分。 上海哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的