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pn結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏、源極間沒有導電溝道，器件無法導通。但如果VGS正向足夠大，此時柵極G和襯底p之間的絕緣層中會產(chǎn)生一個電場，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N型薄層(一般為幾個nm)，連通左右兩個N+區(qū)，形成導通溝道，如圖中黃域所示。當VDS＞0V時，N-MOSFET管導通，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，我們再來看IGBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號黃塊表示IGBT導通時形成的溝道。首先看黃色虛線部分，細看之下是不是有一絲熟悉之感？這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當VGE>0V，VCE>0V時，IGBT表面同樣會形成溝道，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)ǎ琁GBT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，圖中我還標了一個紅色部分。 不同封裝形式的IGBT，其實主要就是為了照顧IGBT的散熱。SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷
少數(shù)載流子）對N-區(qū)進行電導調(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UCE為負時：J3結(jié)處于反偏狀態(tài)，器件呈反向阻斷狀態(tài)。②當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)生電導調(diào)制，使器件正向?qū)ā?)導通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）?；膽迷诠荏w的P、和N+區(qū)之間創(chuàng)建了一個J，結(jié)。當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通的總損耗，并啟動了第二個電荷流。的結(jié)果是在半導體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓撲：一個電子流（MOSFET電流）。 遼寧代理SEMIKRON西門康IGBT模塊銷售盡管等效電路為達林頓結(jié)構(gòu)，但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。
同一代技術(shù)中通態(tài)損耗與開關(guān)損耗兩者相互矛盾,互為消長。IGBT模塊按封裝工藝來看主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標準焊接式封裝為主，中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如燒結(jié)取代焊接，壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。隨著IGBT芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的高工作結(jié)溫與功率密度不斷提高，IGBT模塊技術(shù)也要與之相適應。未來IGBT模塊技術(shù)將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進。模塊技術(shù)發(fā)展趨勢：無焊接、無引線鍵合及無襯板/基板封裝技術(shù)；內(nèi)部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅(qū)動電路等功能元件，不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。IGBT的主要應用領(lǐng)域作為新型功率半導體器件的主流器件，IGBT已廣泛應用于工業(yè)、4C(通信、計算機、消費電子、汽車電子)、航空航天、等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。1）新能源汽車IGBT模塊在電動汽車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是電動汽車及充電樁等設備的技術(shù)部件。IGBT模塊占電動汽車成本將近10%，占充電樁成本約20%。IGBT主要應用于電動汽車領(lǐng)域中以下幾個方面：A）電動控制系統(tǒng)大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅(qū)動汽車電機。
因為高速開斷和關(guān)斷會產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。(3)IGBT開通后，驅(qū)動電路應提供足夠的電壓、電流幅值，使IGBT在正常工作及過載情況下不致退出飽和而損壞。(4)IGBT驅(qū)動電路中的電阻RG對工作性能有較大的影響，RG較大，有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率，但會增加IGBT的開關(guān)時間和開關(guān)損耗；RG較小，會引起電流上升率增大，使IGBT誤導通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐～幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動電路應具有較強的抗干擾能力及對IG2BT的保護功能。IGBT的控制、驅(qū)動及保護電路等應與其高速開關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開路。四、IGBT的結(jié)構(gòu)IGBT是一個三端器件，它擁有柵極G、集電極c和發(fā)射極E。IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號如圖所示。如圖所示為N溝道VDMOSFFT與GTR組合的N溝道IGBT(N-IGBT)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖。IGBT比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū)，形成丁一個大面積的PN結(jié)J1。由于IGBT導通時由P+注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子，因而對漂移區(qū)電導率進行調(diào)制，可仗IGBT具有很強的通流能力。介于P+注入?yún)^(qū)與N-漂移區(qū)之間的N+層稱為緩沖區(qū)。 正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限，遠遠不能滿足電力電子應用技術(shù)發(fā)展的需求。
IGBT功率模塊如何選擇？在說IGBT模塊該如何選擇之前，小編先帶著大家了解下什么是IGBT？IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGateBipolarTransistor)，所以它是一個有MOSGate的BJT晶體管，可以簡單理解為IGBT是MOSFET和BJT的組合體。MOSFET主要是單一載流子(多子)導電，而BJT是兩種載流子導電，所以BJT的驅(qū)動電流會比MOSFET大，但是MOSFET的控制級柵極是靠場效應反型來控制的，沒有額外的控制端功率損耗。所以IGBT就是利用了MOSFET和BJT的優(yōu)點組合起來的，兼有MOSFET的柵極電壓控制晶體管(高輸入阻抗)，又利用了BJT的雙載流子達到大電流(低導通壓降)的目的(Voltage-ControlledBipolarDevice)。從而達到驅(qū)動功率小、飽和壓降低的完美要求，廣泛應用于600V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。1.在選擇IGBT前需要確定主電路拓撲結(jié)構(gòu)，這個和IGBT選型密切相關(guān)。2.選擇IGBT需要考慮的參數(shù)如下:額定工作電流、過載系數(shù)、散熱條件決定了IGBT模塊的額定電流參數(shù)，額定工作電壓、電壓波動、最大工作電壓決定了IGBT模塊的額定電壓參數(shù)，引線方式、結(jié)構(gòu)也會給IGBT選型提出要求。，目前市面上的叫主流的IGBT產(chǎn)品都是進口的。 IGBT的開啟電壓約3～4V，和MOSFET相當。上海SEMIKRON西門康IGBT模塊銷售
普通的交流220V供電，使用600V的IGBT。SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷
增加電力網(wǎng)的穩(wěn)定，然后由逆變器將直流高壓逆變?yōu)?0HZ三相交流。直流——交流中頻加熱和交流電動機的變頻調(diào)速、串激調(diào)速等變頻，交流——頻率可變交流四、斬波調(diào)壓（脈沖調(diào)壓）斬波調(diào)壓是直流——可變直流之間的變換，用在城市電車、電氣機車、電瓶搬運車、鏟車（叉車）、電氣汽車等，高頻電源用于電火花加工。五、無觸點功率靜態(tài)開關(guān)（固態(tài)開關(guān)）作為功率開關(guān)元件，代替接觸器、繼電器用于開關(guān)頻率很高的場合晶閘管導通條件：晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加上適當正向門極電壓，使晶閘管導通過程稱為觸發(fā)。晶閘管一旦觸發(fā)導通后，門極就對它失去控制作用，通常在門極上只要加上一個正向脈沖電壓即可，稱為觸發(fā)電壓。門極在一定條件下可以觸發(fā)晶閘管導通，但無法使其關(guān)斷。要使導通的晶閘管恢復阻斷，可降低陽極電壓，或增大負載電阻，使流過晶閘管的陽極電流減小至維持電流（IH）（當門極斷開時，晶閘管從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持晶閘管導通所需的小陽極電流叫維持電流），電流會突然降到零，之后再提高電壓或減小負載電阻，電流不會再增大，說明晶閘管已恢復阻斷。根據(jù)晶閘管陽極伏安特性，可以總結(jié)出：1．門極斷開時。 SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷