第2章节电力电子器件幻灯片.pptVIP

5、电力MOSFET的主要参数 2.4 典型全控型器件 2.4.3 电力场效应晶体管（Power MOSFET） 　◆跨导Gfs、开启电压UT以及开关过程中的各时间参数。 　◆漏极电压UDS ?标称电力MOSFET电压定额的参数。 ◆漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM ?标称电力MOSFET电流定额的参数。 ◆栅源电压UGS ?栅源之间的绝缘层很薄，?UGS?20V将导致绝缘层击穿。 ◆极间电容 ? CGS、CGD和CDS ◆漏源间的耐压、漏极最大允许电流和最大耗散功率决 定了电力MOSFET的安全工作区。 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 GTR的特点： 双极型，电流驱动，有电导调制效应，导通压降 低，通流能力很强， 开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂 MOSFET的特点： 单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高， 热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单 容量小、耐压低、导通电阻大 将以上两类器件取长补短结合起来，形成复合器件， 称为Bi-MOS器件 2.4 典型全控型器件 绝缘栅双极晶体管 （Insulated-gate Bipolar Transistor——IGBT或IGT ） ——由GTR和MOSFET复合，结合了二者的优点，具有 良好的特性 1986年投入市场后，取代了GTR和一部分MOSFET 的市场，成为中小功率电力电子设备的主导器件 有待继续提高电压和电流容量，以期再取代GTO的 地位 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 2.4 典型全控型器件 1、IGBT的结构及工作原理 IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面积的PN结J1，使IGBT导通时由P+注入区向N区发射少子，而对漂移区电导率进行调制，使得高耐压IGBT具有很强的通流能力 三端器件：栅极G、集电极C和发射极E 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 1、IGBT的结构及工作原理 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管 RN为晶体管基区内的调制电阻 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 晶体管基区 调制电阻 导通：uGE＞UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通 导通压降：电导调制效应使电阻RN减小，使通态压降小 关断：栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断 1、IGBT的结构及工作原理 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 2、IGBT的基本特性—静态特性 开启电压UGE(th)——能实现电导调制而导通的最低栅 射电压，随温度升高而略有下降 UGE(th) 在+25°C时，值一般为2～6V 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 转移特性 2、IGBT的基本特性—静态特性 分三个区域：正向阻断区、有源区、饱和区。 uCE0时，IGBT为反向阻断工作状态 输出特性 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 3、IGBT的基本特性 —动态特性 2.4 典型全控型器件 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 ?开通过程 　　开通延迟时间td(on) 电流上升时间tri 电压下降时间tfv 开通时间ton= td(on)+tri+ tfv ?关断过程 　　关断延迟时间td(off) 电压上升时间trv 电流下降时间tfi 关断时间toff = td(off) +trv+tfi ?有少子储存现象，因而 IGBT的开关速度要低于电力MOSFET。 4、IGBT的主要参数 最大集射极间电压UCES 由内部PNP晶体管的击穿电压确定 最大集电极电流 包括额定直流电流IC和