絕緣柵雙極型晶體管insulated-gate-bipolar transistor,IGBT,集MOSFET和GTR的優(yōu)點于一身,具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動電路簡單、通態(tài)電壓低、能承受高電壓大電流等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于變頻器和其他調(diào)速電路中。
中文名稱 | 絕緣柵雙極型晶體管 | 外文名稱 | insulatedgatebipolartransistor |
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釋????義 | 電力電子器件 | 英文簡寫 | IGBT |
IGBT作為開關(guān)使用時,為使通態(tài)壓降UcE低,通常選擇為氏E值為10一15v,此情況下通態(tài)壓降接近飽和值。UGE值影響短路破壞耐量(時間),耐量值為微秒級,UG。值增加,短路破壞耐量(時間)減少。門極電阻R。的取值影響開關(guān)時間,RG值大,開關(guān)時間增加,單個脈沖的開關(guān)損耗增加。但RG值減小時,di/dt增大,可能會導(dǎo)勁GBT誤導(dǎo)通。R殖一般取幾十歐至幾百歐。主要參數(shù)Ic為集電極額定最大直流電流;U(BocES為門極短路時的集一射極擊穿電壓;尸C為額定l日ey日onshonshuong]!x一ng}ing丈}guon絕緣柵雙極型晶體管(insulatedgatebiPolartransistor,IG召T)一種場控自關(guān)斷的電力電子器件,又稱絕緣門極雙極型晶體管。此種晶體管在80年代迅速發(fā)展起來。IGBT的等效電路、圖形符號如圖(a)所示,圖(b)、(c)分別為其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。IGBT的輸人驅(qū)動級為N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)晶體管MOSFET,輸出級為電力晶體管(GTR),形成達(dá)林頓晶體管電路結(jié)構(gòu)。因此IGBT兼有MOSFET高輸人阻抗、快開關(guān)速度和GTR的高電流密度、低通態(tài)壓降的優(yōu)點,但I(xiàn)GBT的門極偏置(又稱柵極偏置)對特啊性影響很大。門極偏置IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷是由門極電壓控制的。如圖(b)所示,當(dāng)門極電壓UGE大于N溝道MOSFET的閉值電壓(開啟電壓)UGE(th)時,MOSFET導(dǎo)通,從而給PNP管提供基極電流而使其導(dǎo)通;當(dāng)門極電壓小于氏E(th)啊時,MOSFET關(guān)斷,PNP管無基極電流流過而截止。如圖(。)所示,當(dāng)IGBT導(dǎo)通時,工作在特性曲線電流上升區(qū)域,UGE增大時,UcE值減小。的最大耗散功率;UcE(sat)為集一射極間的飽和壓降;IcE(、,為門極短路時集電極最大關(guān)斷電流;Rth為結(jié)殼間的最大熱阻;T為最高工作溫度。發(fā)展表中列出了各代IGBT器件的典型特性參數(shù)。IGBT發(fā)展非常迅速,正在向高頻、高壓、大電流以及降低器件的開關(guān)損耗和通態(tài)損耗方向發(fā)展。已研制出電壓高達(dá)RN任啊于二Go一』(a)它瓏功勺(b)鱺電為50O0V,10DA/emZ流密度下UCE、。認(rèn),E,鱺鱺2.SV左右的IGBT。IGBT、功率MOSF-ET發(fā)展前景廣闊,已成為中、小功率低壓應(yīng)用領(lǐng)域的主導(dǎo)器件。由于IGBT特性參數(shù)優(yōu)越,,預(yù)計2000年功率達(dá)IMVA的GTR和GTO逆變器,將被IGBT逆變器所替代。UOE】>隴E,
絕緣柵雙極型晶體管
insulatedgatebipolartransistor,IGBT,集MOSFET和GTR的優(yōu)點于一身,具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動電路簡單、通態(tài)電壓低、能承受高電壓大電流等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于變頻器和其他調(diào)速電路中。
一、單極型晶體管在目前使用的pnp或npn面結(jié)型晶體管的工作中,包括金屬-氧化物-半導(dǎo)體晶體管在內(nèi)的場效應(yīng)晶體管,只需要一種載流子,這種晶體管就叫做單極晶體管。單極晶體管即場效應(yīng)晶體管,因為場效應(yīng)晶體...
優(yōu)點是工作速度快,噪聲?。蝗秉c是不易集成,還有功耗太大。
只用一種載流子進(jìn)行導(dǎo)電的晶體管稱為單極型晶體管。
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評分: 4.3
采用8只IXLF19N250A絕緣柵雙極型晶體管串聯(lián)研制成功了10kV固體開關(guān)。試驗表明:該固體開關(guān)最高輸出電壓為14kV,最高輸出脈沖電流為20A、輸出脈沖寬度可在2112μs之間以1μs步長變化,脈沖重復(fù)頻率范圍為1Hz4kHz,短時間可以工作到8.6kHz。
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評分: 4.4
電力電子器件是半導(dǎo)體功率器件的總稱,是構(gòu)成電力電子設(shè)備的基礎(chǔ),是從事電力電子器件設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、營銷和應(yīng)用人員以及電源技術(shù)工作者應(yīng)該熟悉的內(nèi)容。本刊從今年4月份開始以"電力電子器件知識"為題開展講座,以滿足廣大讀者增長知識和用好這些器件的需求。歡迎廠家及用戶的工程師們撰稿,并望提出寶貴意見。
模塊化多電平換流器子模塊中,某些絕緣柵雙極型晶體管開通,但閥電流不流經(jīng)子模塊直流電容器的運行狀態(tài)。
據(jù)造價信息網(wǎng)了解, 我國首條8英寸絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)專業(yè)芯片線6月20日在中國南車株洲電力機車研究所有限公司建成,打破了國外在高端IGBT芯片技術(shù)上的壟斷,對保障國民經(jīng)濟安全和推動節(jié)能減排具有重大戰(zhàn)略意義。
與微電子技術(shù)中芯片技術(shù)一樣,IGBT芯片技術(shù)是電力電子行業(yè)中的“心臟”和“大腦”,控制并提供大功率的電力設(shè)備電能變換,有效提升設(shè)備的能源利用效率、自動化和智能化水平。主要應(yīng)用于船舶、高壓電網(wǎng)、軌道交通等大功率電力驅(qū)動設(shè)備中。
IGBT芯片技術(shù)含量極高,制造難度非常大,其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。過去,全球IGBT技術(shù)主要掌握在歐洲和日本等少數(shù)幾個國家手中。我國的IGBT芯片及其相關(guān)產(chǎn)品99%以上依賴進(jìn)口,國內(nèi)在芯片、封裝、裝置、系統(tǒng)還沒有形成獨立、完整的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系。
經(jīng)過20多年的研發(fā),中國南車上百位專家攻克了30多項重大難題,終于掌握了該器件的成套技術(shù),建立了完整的IGBT規(guī)?;I(yè)化生產(chǎn)工業(yè)體系,成功研制出從650伏到6500伏高功率密度IGBT芯片及模塊,形成了IGBT的完整產(chǎn)業(yè)鏈。這條投資近15億元的8英寸IGBT生產(chǎn)線首期將實現(xiàn)年產(chǎn)12萬片8英寸IGBT芯片,配套生產(chǎn)100萬只IGBT模塊,真正實現(xiàn)IGBT的國產(chǎn)化。
中國工程院院士、中國南車株洲所總經(jīng)理丁榮軍說,據(jù)初步估算,如果將IGBT等電力電子技術(shù)應(yīng)用到全國20%的電機中,每年可節(jié)約用電2000億千瓦時,相當(dāng)于兩個三峽電站的年發(fā)電量。同時,我國自主研發(fā)的高功率等級的IGBT對涉及國家經(jīng)濟安全、國防安全等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要。(謝立言陽建)
緊急運行狀態(tài)時,為防止模塊化多電平結(jié)構(gòu)單元或組件損壞,閥電流流經(jīng)保護(hù)設(shè)備而不流經(jīng)絕緣柵雙極型晶體管-二極管對的狀態(tài)。