IGBT工作中的特性:
IGBT 的静态特性
静态数据特性关键有光电流特性、迁移特性和电源开关特性。
(1)光电流特性:
IGBT 的光电流特性就是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压中间的关联曲线图。輸出漏极电流比受栅源电压Ugs 的操纵,Ugs 越高, Id 越大。它与GTR 的輸出特性类似。也可分成饱和状态区1 、变大区2 和穿透特性3 一部分。在截至情况下的IGBT ,顺向电压由J2 结担负,反方向电压由J1结担负。假如无N 缓冲区域,则正反面向阻隔电压能够保证一样水准,添加N 缓冲区域后,反方向关断电压只有做到几十伏水准,因而限定了IGBT 的一些运用范畴。
(2)迁移特性:
IGBT 的迁移特性就是指輸出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 中间的关联曲线图。它与MOSFET 的迁移特性同样,当栅源电压低于打开电压Ugs(th) 时,IGBT 处在关断情况。在IGBT 通断后的绝大多数漏极电流范畴内, Id 与Ugs呈线性相关。栅源电压受漏极电流限定,其值一般取名为15V上下。
(3)电源开关动画特效:
IGBT 的电源开关特性就是指漏极电流与漏源电压中间的关联。IGBT 处在导通态时,因为它的PNP 晶体三极管为宽基区晶体三极管,因此 其B 值极低。虽然闭合电路为达林顿构造,但穿过MOSFET 的电流变成IGBT 总电流的关键一部分。这时,通态电压Uds(on) 能用下式表明
Uds(on) = Uj1 Udr IdRoh
式中Uj1 —— JI 结的顺向电压,其数值0.7 ~1V ;Udr ——扩展电阻Rdr 上的损耗;Roh ——断面电阻器。
通态电流Ids 能用下式表明:
Ids=(1 Bpnp)Imos
式中Imos ——穿过MOSFET 的电流。
因为N 区存有氧化还原电位调配效用,因此 IGBT 的通态损耗小,抗压1000V的IGBT 通态损耗为2 ~ 3V 。IGBT 处在断态时,仅有不大的泄露电流存有。
IGBT的动态特性
IGBT在启用全过程中,绝大多数时间做为MOSFET来运作的,仅仅在漏源电压Uds 降低全过程中后期,PNP 晶体三极管由变大区至饱和状态,又提升了一段时间延迟。td(on) 为启用时间延迟, tri 为电流增益值。具体运用中常会得出的漏极电流启用時间ton 即是td (on) tri 之和。漏源电压的下降时间由tfe1 和tfe2 构成。
IGBT的开启和关断规定给其栅极和基极中间再加上顺向电压和负性电压,栅极电压可由不一样的光耦电路造成。当挑选这种光耦电路时,务必根据下列的主要参数来开展:元器件关断参考点的规定、栅极正电荷的规定、耐固性规定和开关电源的状况。由于IGBT栅极- 发射极特性阻抗大,故可应用MOSFET驱动器技术性开展开启,但是因为IGBT的键入电容器较MOSFET为大,故IGBT的关断偏压应当比很多MOSFET光耦电路出示的偏压高些。
IGBT在关断全过程中,漏极电流的波型变成几段。由于MOSFET关断后,PNP晶体三极管的储存正电荷无法快速清除,导致漏极电流较长的尾端時间,td(off)为关断时间延迟,trv为电压Uds(f)的增益值。具体运用中经常得出的漏极电流的下降时间Tf由图上的t(f1)和t(f2)几段构成,而漏极电流的关断時间
t(off)=td(off) trv十t(f)
式中,td(off)与trv之和又称之为储存時间。
IGBT的电源开关速率小于MOSFET,但显著高过GTR。IGBT在关断时不用负栅压来降低关断時间,但关断時间随栅极和发射极并联电阻的提升而提升。IGBT的打开电压约3~4V,和MOSFET大致相同。IGBT通断时的饱和状态损耗比MOSFET低而和GTR贴近,饱和状态损耗随栅极电压的提升而减少。