IGBT的结构原理及特性

1、CONTENT，1 IGBT的概要IGBT，绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor )是组合了BJT (双极结型晶体管)和MOSFET (绝缘男同性恋型增强型场效应晶体管)的全控制特罗尔型、电压驱动型半导体装置。 BJT (bipolartrjunctiontransistor )双极晶体管的主要特征是耐压高、电流大、开关特性好。 缺点：驱动功率大，驱动电路复杂，开关速度慢。 MOSFET绝缘男同性恋型增强型场效应晶体管的主要特点是驱动电路简单，所需驱动功率小，开关速度快，工作频率高。 缺点：电流容量小、耐压低，英飞凌IGBT三菱IGBT、IGBT

2、广泛用于电动汽车、替代能源装备、智能电网、轨道交通、航空航天等领域，IGBT是能量转化和运输最核心的德老虎钳，通称电力电子装置的电脑CPU是目前最先进、应用最广泛的第三代半导体德老虎钳，作为国家战略新兴产业，IGBT 2 IGBT国内外的研究现状纵观世界市场，IGBT的主要供应商是欧美和一些日本公司，代表着目前IGBT技术的最高水平，包括德意志的英飞凌、瑞士ABB、美国的IR、飞兆和日本三菱、东芝、富士等公司。 在高电压水平领域(3300V以上)，其中几家公司完全特罗尔定，在高功率沟槽技术方面，英飞凌和三菱公司在国际领先。 这些个公司不仅严格管理市场，在技术上也拥有很多专利。 海外，这里的三年

3、五载，国内IGBT技术的发展也比较快，海外制造商的垄断逐渐打破，取得了一定的突破，国内IGBT业界近年来的发展记录： (1)2011年1.2月，北车西安永电成为国内第一家能够安装6500V以上的IGBT产品的企业。 (2)2013年9月，中国车西安永电成功安装了国内第一个自主设计生产的50A/3300V IGBT芯片(3)2014年6月，中车株洲时代投入了世界第二条，国内第一个8英寸IGBT芯片专用生产流水线(4)2015年1.0月，中车永电/上海先进联合开拓的国内首个完全知识资产权的6500V高速铁路机车用IGBT芯片通过高速铁路系统的乘车试验(5)2016年5月，华润上华/华虹宏力是根据6

4、英寸和8英寸的平面型和槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片化学基批量生产的。 国内，1的基本构造三端子脱老虎钳：男同性恋g、集电极c、发射极e。IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a )内部结构示意图b )简化等效电路c )电气图形符号的工作原理的驱动原理与电力基本相同，是电场控制去老虎钳，其导通和截止是由男同性恋电压uGE决定的导通： uGE比导通电压UGE(th )大的情况下， 在MOSFET内形成沟道，向晶体管提供基极电流，IGBT导通.截止：如果在男同性恋发射极间施加反向电压，或者不施加信号，则MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT截止1静态特

5、性、图IGBT的迁移特性和输出特性a )迁移特性b )输出特性、动态特性、IGBT的开关特性、() IGBT的导通过程导通延迟时间td(on )从uGE上升到其振幅值的1.0 %之后到iC上升到振幅值的1.0 %为止的时间； 上升时间tr iC从振幅值的10%上升到90%所需的时间导通时间ton导通延迟时间和上升时间之和。 即，ton=td(on) tr uCE的下降过程被分成tfv1和tfv2。 tfv1IGBT中的MOSFET单独动作的电压下降过程tfv2MOSFET和PNP晶体管在云同步上动作的电压下降过程。 (2)IGBT的截止过程截止延迟时间td(off )是从uGE的后沿下降到其振

6、幅的9.0 %的时刻开始，iC下降到振幅的9.0 %的下降时间tfiC从振幅的9.0 %下降到10%的时间截止时间toff截止延迟时间和下降时间之和。 toff=td(off) tf的下降时间被分成tfi1和tfi2这两种。tfi1IGBT内部的MOSFET的截止过程、iC下降快的tfi2IGBT内部的PNP晶体管的截止过程、iC下降慢的IGBT中双极型PNP晶体管的存在，带来了电导调制效果的优点(1)最大集电极间电压UCES由内部PNP晶体管的破坏电压决定；(2)最大集电极电流包含额定直流电流IC和1ms脉冲宽度最大电流ICP；(3)最大集电极电功耗PCM在正常工作温度下容许的最大电功耗。 (2)IGBT的特性和残奥表的特征总结：在IGB