|
|
发表于 2008-3-20 16:16:48
|
显示全部楼层
来自： 中国广东汕头
IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给 PNP 晶体管提供基极电流,使 IGBT 导通.
9 X' b$ t' h4 L: [0 m反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使 IGBT 关断. IGBT 的驱动方法和 MOSFET
- _2 O0 [1 Y1 f6 y+ a5 `: ^基本相同,只需控制输入极 N 一沟道 MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性. L4 q y2 O0 e
当 MOSFET 的沟道形成后,从 P+ 基极注入到 N 一层的空穴(少子),对 N 一层进行电导调制,减小 N 一层 D$ H1 Y+ Z* e' J/ X
的电阻,使 IGBT 在高电压 时,也具有低的通态电压. # O+ k8 |3 N( L: X- U5 j3 p8 S
IGBT 的工作特性包括静态和动态两类: ; F3 `( F0 O; n$ [6 F& D. x6 r" g
1 ．静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和 开关特性. 6 |, k$ p2 H0 ^- R; s) X. W2 M3 X
IGBT 的伏安特性是指以栅源电压 Ugs 为参变量时,漏极电流与 栅极电压之间的关系曲线. : G5 z& c3 |# V, K
输出漏极电流比受栅源电压 Ugs 的控 制, Ugs 越高, Id 越大.它与 GTR 的输出特性相似．也可分为饱和 区 1
. P" T+ Y( Z+ W) @、放大区 2 和击穿特性 3 部分.在截止状态下的 IGBT ,正向电 压由 J2 结承担,反向电压由 J1 结承担.如果 ; X# I. f4 S3 A4 r' y' u+ n
无 N+ 缓冲区,则正反 向阻断电压可以做到同样水平,加入 N+ 缓冲区后,反向关断电压只 能达到几十伏水平 % \2 L; n E8 s$ b' q) ]
,因此限制了 IGBT 的某些应用范围.
2 L3 r8 x* X, x IGBT 的转移特性是指输出漏极电流 Id 与栅源电压 Ugs 之间的 关系曲线.它与 MOSFET 的转移特性相同, ' e% Y9 L: z% s( K6 W
当栅源电压小于开启电 压 Ugs(th) 时, IGBT 处于关断状态.在 IGBT 导通后的大部分漏极电 流范围内, Id
0 r5 O5 |1 C! E- l8 A与 Ugs 呈线性关系.最高栅源电压受最大漏极电流限 制,其最佳值一般取为 15V 左右.
5 O, Z6 l* z6 s IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系. IGBT 处于导通态时,由于它的 PNP 晶体管为宽基区 : \5 J$ o6 ~' K" d; H
晶体管,所以其 B 值 极低.尽管等效电路为达林顿结构,但流过 MOSFET 的电流成为 IGBT 总电流的主要部分.
6 n7 ]& ^% w& \7 I此时,通态电压 Uds(on) 可用下式表示
9 ?* n5 d# j) Y7 v% pUds(on) ＝ Uj1 + Udr + IdRoh ( 2 - 14 )
* p; z b" R( F# Q x# l 式中 Uj1 —— JI 结的正向电压,其值为 0.7 ~ IV ; 8 a3 z8 q6 a' e8 y# i
Udr ——扩展电阻 Rdr 上的压降;
6 S; g0 n* Z( B; y Roh ——沟道电阻.
5 G1 d" u) z3 W$ T* q6 h 通态电流 Ids 可用下式表示:
$ X3 D2 E/ s! |6 | Ids=(1+Bpnp)Imos (2 - 15 ) 0 A* r Z2 v& C- f( Y8 I" K/ ^+ J
式中 Imos ——流过 MOSFET 的电流.
& t- _# a- |9 V4 x 由于 N+ 区存在电导调制效应,所以 IGBT 的通态压降小,耐压 1000V 的 IGBT 通态压降为 2 ~ 3V 5 L8 o) Y% H8 [. x, u
IGBT 处于断态时,只有很小的泄漏电流存在. % l$ c* R' C. t, q9 e
2 ．动态特性 IGBT 在开通过程中,大部分时间是作为 MOSFET 来运行的,只是在漏源电压 Uds 下降过程后期,
, N8 l) S$ t& sPNP 晶体 管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间. td(on) 为开通延迟时间, tri 为电流上升时间.实际应 4 Q7 ^0 g' x. z3 ]2 e6 X# O) t
用中常给出的漏极电流开通时间 ton 即为 td (on) tri 之和.漏源电压的下降时间由 tfe1 和 tfe2 组成,如图 ; |6 T$ w' D% O% o1 }' g* \
2 - 58 所示
+ |$ P, t& R/ k& MIGBT 在关断过程中,漏极电流的波形变为两段.因为 MOSFET 关断后, PNP 晶体管的存储电荷难以迅速消除,造成漏
2 `; i* x- ?* y7 ]0 Z1 \极电流较长的尾部时间, td(off) 为关断延迟时间, trv 为电压 Uds(f) 的上升时间.实际应用中常常给出的漏极电
5 d* G; `; x! [. c' s& `流的下降时间 Tf 由图 2 - 59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成,而漏极电流的关断时间
+ E4 m. F7 s0 K8 ?5 ^, o! Tt(off)=td(off)+trv 十 t(f) ( 2 - 16 )
3 R( G. l) H4 T% \! n9 d式中, td(off) 与 trv 之和又称为存储时间. 8 f2 L5 |( f" ?& O
粗测IGBT放大性能可以用下面方法
; e; p9 N* `# Q% Z" m1. 场效应管检测(SFP9630、IRFS630)：. i" C4 {' p3 `% e! F- Q) r. F7 O
P沟道场效应管以SFP9630为例，万用表置于二极管档位，按下表检测：) J1 [0 y0 Z$ S
表3.9－2 P沟道场效应管 4 f! o$ T' G2 I7 m/ R/ z3 b; L
先三脚短路后进行下列测试* B% p7 O' Z ^7 }- A: h! V% P
表笔连接 % D i E" g1 @! s. h" n
| 读数
$ b! P3 S- I, W; C' ?- T7 D | 评判
0 R; c; h+ ?+ @+ ^ | 引脚示意图 5 g8 j+ | N& Q
| 红－S、D - v& j+ A7 I$ x
| 黑－G * o J# [( g% e" e. X
| 无穷大 , }/ E* C0 J$ c( ?5 e1 j9 @# W8 v
| 好
! U( n8 U8 B0 J T6 T |
2 i" w& \% N/ ^, v. }$ M | 红－G & Z$ |* G) S& \3 Y4 r0 [+ s
| 黑－S、D
' y& t, g2 Y8 F9 s/ B4 b! y6 s% M | 无穷大 ( Z: P+ D% Z* H w
| 好 $ D' A2 ^3 u0 {; g8 y1 o
| 红－S
" N# {( \* |6 r+ T4 E' Y | 黑－D & _6 A$ V, w* D5 V* _" y9 T
| 无穷大
: L! m3 s, ]$ w! M$ e: l | 好 + K0 r* X( s, l" u( M- w) Q
| 红－D ) }$ p! G% t% |) \ c# h
| 黑－S 7 ^/ G" y3 c/ n2 v8 X4 l* |
| 0.5读数 8 n, a5 l: ]: U9 U% I
| 好 $ B2 u, Y& d7 o/ m7 D% y; D
| 红－S
9 ?# ~* z# [( A$ Q, V& [! \" Z | 黑－G
8 Y* T& H3 W0 C C* { | 无穷大
+ f2 j; ~) w9 f2 g1 M, u | 红－S不变，黑－D，有0.8读数，好
7 y& t& z% y0 O$ J6 {/ K' U6 M | 三只脚短路后重新测试才有效，以上测试结果属正常，否则不正常。
4 N( R, G! R& |8 k4 i, U |
N沟道场效应管以IRFS630为例，万用表置于二极管档位按下表检测：
6 F; H5 s: f& E6 r! C4 ]% [5 P6 ^表3.9－2 N沟道场效应管 : L! Z# U( O0 `( |
先三脚短路后进行下列测试7 S/ M2 n! y; {- F
表笔连接
% r+ Y7 z3 K3 X$ [- `/ u | 读数
. _6 `7 E; W# l7 B | 评判
2 h/ y$ x2 _" x" x1 V | 引脚示意图 % t3 U; ]& x/ h/ n+ `
| 红－G + R( _# @' [3 i! b
| 黑－D、S 0 @, X/ R9 l& e( V8 F9 D
| 无穷大
4 g& P$ O# E3 V/ c' G3 r | 好 ! k: A6 \; i% ]0 E ]
|
5 K0 `$ Z; K, k | 红－D、S
, ]* Y; E1 U: s1 Y% B! I" ] | 黑－G h" @( a5 R2 q
| 无穷大 . C4 I, |8 _1 [9 I- u2 d& v
| 好
& M8 X5 c) C. K& { | 红－S ' l7 K( R4 v' h: }9 J8 t/ A- l y
| 黑－D
8 A" e9 s0 ^) T | 0.5 % o% E: y, h* E; f' |
| 好
# C9 h( k) m0 i: P. U& F% S | 红－D : u* s6 g9 ]* H
| 黑－S
' S. o) f8 B5 `2 F& F7 V | 无穷大
/ b' U" k: o1 T5 K* C% k4 @ | 好
, Z* |! y- x! a" | | 红－G : R6 d( U* w3 ~4 \6 @; v
| 黑－S ; g' y" [. C" ~" c! s6 o) ^
| 无穷大 " ]3 c+ j3 `% _! @, h
| 黑不变马上转红－D，有0.8读数，好
9 K" n8 {* {. {' E' x | 三只脚短路后重新测试才有效，以上测试结果属正常，否则不正常。" P! u. o, j$ x- E
|
，
+ [ L) o+ M9 L) O9 @，
# |* x1 v9 H0 ]3 C$ I* _4 @0 [" \ z9 F4 V, x. Q
[ 本帖最后由 cylzwx 于 2008-3-22 08:51 编辑 ] |
|
[复制链接]
