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关于IGB的T讨论 ??IGBT 的基本结构 ??IGBT 的工作原理和工作特性 ??IGBT 的擎住效应和安全工作区 ??IGBT 的驱动与保护技术 ??集成IGBT 驱动电路EXB841 ??EXB841 原理分析 ??使用IGBT 中的注意事项和EXB841 典型应用电路 IGB的T基 本结构 绝缘栅双极晶体管本质上是一个场效应晶体管，只是在漏极和漏区之间多了 一个P 型层。根据国际电工委员会IEC ／ TC （ CO ） 13 3 9 文件 建议，其各部分名称基本沿用场效应晶体管的相应命名。 图2 － 53 所示为一个N 沟道增强 型绝缘栅双极晶体管结构， N+ 区称为源 区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称 为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上 的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形 成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和 P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟 道区（ Subchannel region ）。而在漏区另 一侧的P+ 区称为漏注入区 （ Drain injector ），它是IGBT 特有 的功能区，与漏区和亚沟道区一起形 成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降 低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 Zeon PDF Driver T.tw 为了兼顾长期以来人们的习惯， IEC 规定：源极引出的电极端子（含电极端） 称为发射极端（子），漏极引出的电极端（子）称为集电极端（子）。这又回到 双极晶体管的术语了。但仅此而已。 IGBT 的结构剖面图如图2 － 53 所示。 它在结构上类似于MOSFET ，其不同点在 于IGBT 是在N 沟道功率MOSFET 的N+ 基板（漏极）上增加了一个P+ 基板 （ IGBT 的集电极），形成PN 结j1 ，并 由此引出漏极、栅极和源极则完全与 MOSFET 相似。 由图2 － 5 4 可以看出， IGBT 相当 于一个由MOSFET 驱动的厚基区GTR ， 其简化等效电路如图2 － 55 所示。图中Rdr 是厚基区GTR 的扩展电阻。 IGBT 是以GTR 为主导件、MOSFET 为驱动件的复合结构。 N 沟道IGBT 的图形符号有两种，如图2 － 56 。所示。实际应用时，常使 用图2 － 5 6b 所示的符号。 对于P 沟道，图形符 号中的箭头方向恰好 相反，如图2 － 57 所示。 IGBT 的开通和关断 是由栅极电压来控制 的。当栅极加正电压 时， MOSFET 内形 成沟道，并为PNP 晶体管提供基极电 流，从而使IGBT 导 通，此时，从P+ 区注到N 一区进行电导调制，减 少N 一区的电阻Rdr 值，使高耐压的IGBT 也 具有低的通态压降。在栅极上加负电压时， MOSFET 内的沟道消失， PNP 晶体管的基极电流被切断， IGBT 即关断。 正是由于IGBT 是在N 沟道MOSFET 的N+ 基板上加一层P+ 基板，形成了四层结构， 由PNP － NPN 晶体管构成IGBT 。但是， NPN 晶体管和发射极由于铝电 极短路，设计时尽可能使NPN 不起作用。所以说，IGBT 的基本工作与NPN Zeon PDF Driver T.tw 晶体管无关，可以认为是将N 沟道MOSFET 作为输入极， PNP 晶体管作为 输出极的单向达林顿管。 采取这样的结构可在N 一层作电导率调制，提高电流密度。这是因为从 P+ 基板经过N+ 层向高电阻的N-- 层注入少量载流子的结果。IGBT 的设计 是通过PNP － NPN 晶体管的连接形成晶闸管。 IGBT的 工作原理和工作特性 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。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 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。 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 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低 的通态电压。 IGBT 的工作特性包括静态和动态两类： 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。 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。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 、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