解析IGBT的工作原理及作用

2021-02-13 電力電子網

點擊上方↑『電力電子網』關注電力電子行業最大的技術社區
10萬+電力電子人關注的微信平臺:技術分享、學習交流、行業信息

本文通過等效電路分析,通俗易懂的講解IGBT的工作原理和作用,並精簡的指出了IGBT的特點。可以說,IGBT是一個非通即斷的開關,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。

IGBT(絕緣柵雙極型電晶體),是由BJT(雙極型三極體)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。

IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用於直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

目前國內缺乏高質量IGBT模塊,幾乎全部靠進口。絕緣柵雙極電晶體(IGBT)是高壓開關家族中最為年輕的一位。由一個15V高阻抗電壓源即可便利的控制電流流通器件從而可達到用較低的控制功率來控制高電流。

IGBT的工作原理和作用通俗易懂版:

IGBT就是一個開關,非通即斷,如何控制他的通還是斷,就是靠的是柵源極的電壓,當柵源極加+12V(大於6V,一般取12V到15V)時IGBT導通,柵源極不加電壓或者是加負壓時,IGBT關斷,加負壓就是為了可靠關斷。

IGBT沒有放大電壓的功能,導通時可以看做導線,斷開時當做開路。

IGBT有三個端子,分別是G,D,S,在G和S兩端加上電壓後,內部的電子發生轉移(半導體材料的特點,這也是為什麼用半導體材料做電力電子開關的原因),本來是正離子和負離子一一對應,半導體材料呈中性,但是加上電壓後,電子在電壓的作用下,累積到一邊,形成了一層導電溝道,因為電子是可以導電的,變成了導體。如果撤掉加在GS兩端的電壓,這層導電的溝道就消失了,就不可以導電了,變成了絕緣體。

IGBT的工作原理和作用電路分析版:

IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知,若在IGBT的柵極和發射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,這樣PNP電晶體的集電極與基極之間成低阻狀態而使得電晶體導通;若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V,則MOSFET截止,切斷PNP電晶體基極電流的供給,使得電晶體截止。

 

圖1 IGBT的等效電路

由此可知,IGBT的安全可靠與否主要由以下因素決定:

--IGBT柵極與發射極之間的電壓;

--IGBT集電極與發射極之間的電壓;

--流過IGBT集電極-發射極的電流;

--IGBT的結溫。

如果IGBT柵極與發射極之間的電壓,即驅動電壓過低,則IGBT不能穩定正常地工作,如果過高超過柵極-發射極之間的耐壓則IGBT可能永久性損壞;同樣,如果加在IGBT集電極與發射極允許的電壓超過集電極-發射極之間的耐壓,流過IGBT集電極-發射極的電流超過集電極-發射極允許的最大電流,IGBT的結溫超過其結溫的允許值,IGBT都可能會永久性損壞。

絕緣柵極雙極型電晶體(IGBT)

本文由電力電子網為您推薦,喜歡就分享給好友吧!

相關焦點

  • 淨水器的作用大嗎?淨水器工作原理解析
    淨水器的作用是什麼?淨水器就是把「不夠乾淨的水」轉化成「相對乾淨的水」的設備,分類可以從其過濾等級進行劃分。淨水器是通過各種濾芯(例如PP棉、活性炭、反滲透膜等)將水一層層淨化,達到去除雜質的目的。淨水器最大的用途就是淨化自來水,淨水器通過活性炭、KDF的吸附作用,過濾掉自來水中的懸浮物、細菌、鐵鏽、藻類、微生物等雜質,使日常生活飲用水變得純淨;淨水器還可以過濾掉自來水中的餘氯,過濾後的水飲用更健康。
  • IGBT整流器功率因數控制方法及CT損壞對整流器的影響
    2 高功率因數的控制方法  2.1 pwm整流器的組成及工作原理  pwm整流器主迴路一般採用二電平pwm整流電路或三電平pwm整流電路,主迴路元件採用igbt元件,pwm整流器的工作原理與pwm逆變器的工作原理一樣,按照正弦參考波和三角載波進行比較的
  • 高解析UV噴碼機工作原理及油墨固化
    高解析UV噴碼機高解析UV噴碼機是指採用UV油墨來進行噴印的壓電式噴碼機,UV油墨是一種需要紫外線照射才會幹的油墨,UV是Ultraviolet的縮寫,中文譯為紫外線,由於其噴印解析度超過200DPI所以被稱為高解析UV噴碼機。
  • 工頻變壓器工作原理解析
    打開APP 工頻變壓器工作原理解析 steve 發表於 2018-10-06 17:18:00 工頻變壓器也稱作低頻變壓器,以示與開關電源用高頻變壓器有區別
  • igbt驅動電壓和功率分別是多少
    igbt驅動工作原理   驅動器功率不足或選擇錯誤可能會直接導致 IGBT 和驅動器損壞。以下總結了一些關於IGBT驅動器輸出性能的計算方法以供選型時參考。   igbt驅動電路是驅動igbt模塊以能讓其正常工作,並同時對其進行保護的電路。
  • 高解析噴碼機工作原理與應用領域
    高解析噴碼機高解析噴碼機在原理上屬於按需噴墨(DOD)的壓電式噴碼機,又被稱為高解像噴碼機,它在噴嘴上密布式排列了很多的小孔徑噴孔,這一特點決定了該類機器一般採用油性墨,而油性墨只有噴在吸附性材料,如不覆膜的紙張、不覆膜的木板等
  • 淺析IGBT:IGBT的結構與工作原理
    而在漏區另一側的P+區稱為漏注入區(Drain injector),它是IGBT特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP雙極電晶體,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調製,以降低器件的通態電壓。附於漏注入區上的電極稱為漏極(即集電極C)。
  • 計步器是計步工作原理解析
    打開APP 計步器是計步工作原理解析 發表於 2018-03-26 10:37:01
  • 抗幹擾濾波器的工作原理解析
    打開APP 抗幹擾濾波器的工作原理解析 佚名 發表於 2019-12-27 16:30:46 伴隨著現在電子技術的高速發展和電子設備的迅速增加
  • 關於dhcp relay工作原理的解析
    關於dhcp relay工作原理的解析 下面我們來對dhcp relay工作原理進行一下解析。那麼通過文章的介紹,相信大家都能夠掌握這個原理內容。望對大家有所幫助。
  • IGBT的結構與工作原理詳解
    IGBT的結構與工作原理詳解 胡薇 發表於 2018-06-28 09:51:43 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型電晶體是由BJT(雙極型三極體)
  • IGBT 的工作原理及檢測方法
    IGBT 的工作原理IGBT 由柵極(G)、發射極(E)和集電極(C)三個極控制。如圖1,IGBT 的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP 電晶體提供基極電流,使IGBT 導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT 關斷。
  • D/A與A/D轉換器工作原理解析
    打開APP D/A與A/D轉換器工作原理解析 發表於 2017-11-24 11:16:57   轉換器介紹
  • 直線振動篩工作原理結構圖以及結構解析
    很多用戶在使用直線振動篩的時都沒有好好的研究過,該設備有哪些結構特點,從而造成了很多的使用上的問題,那麼今天小編就為大家簡單的介紹一下,如下所示:1,工作原理直線振動篩為雙電機驅動具體的運動原理請看下圖。2,篩分物料直線振動篩設備適用物料的粒度在0.074-5mm之間,物料的含水量不能大於7%,而且要是幹的物料才能夠進行篩分。3,產品結構直線振動篩的結構包括:篩網,篩箱,防塵蓋,進料口,振動電機以及出料口等。
  • IGBT的工作原理及檢測方法
    IGBT的工作原理IGBT由柵極(G)、發射極(E)和集電極(C)三個極控制。如圖1,IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP電晶體提供基極電流,使IGBT導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。
  • 電流互感器作用及工作原理_電壓互感器的作用及工作原理_電壓互感...
    電流互感器作用及工作原理_電壓互感器的作用及工作原理_電壓互感器和電流互感器的區別 佚名 發表於 2017-07-26 17:57:54   電力系統為了傳輸電能,往往採用交流電壓、大電流迴路把電力送往用戶,
  • 振動加速度傳感器的工作原理解析
    打開APP 振動加速度傳感器的工作原理解析 聚華光學 發表於 2020-12-31 15:36:19 最常用的振動加速度傳感器是壓電式加速度計
  • 電抗器的作用是什麼?電抗器工作原理
    電抗器的作用是什麼?電抗器工作原理一二、電容器的作用由於其類型較多並且作用都各不相同,所以在這裡從電路原理上來講電抗器可分為兩種大類都有串聯與並聯,而它們的主要作用就是可實現限流與濾波。電抗器工作原理二4、輸入電抗器的作用:主要是用於限制電網中的電壓發生突變或者是操作過電壓時所產生的電流衝擊現象,還有就是當平滑電源電壓中比如尖峰脈衝、平滑橋式整流電路換相引起電壓缺陷等情況時,輸入電抗器可以起到有效的保護變頻器和改善功率因數的作用,並且能夠防止來自電網的幹擾同時做到降低整流單元產生的諧波電流對電網的汙染性。
  • 三極體開關電路工作原理解析
    三極體開關電路工作原理解析 圖一所示是NPN三極體的 共射極電路,圖二所示是它的特性曲線圖
  • 液晶顯示屏驅動IC的工作原理解析
    打開APP 液晶顯示屏驅動IC的工作原理解析 今日頭條 發表於 2020-05-19 14:37:23 四周藉助於封框膠黏結,起到密封作用;藉助於點銀膠工藝使上下兩玻璃基板公共電極連接。   上下兩玻璃基板的外側,分別貼有偏光片(或稱偏光膜)。當像素透明電極與公共透明電極之間加上電壓時,液晶分子的排列狀態會發生改變。此時,入射光透過液晶的強度也隨之發生變化。液晶顯示器正是根據液晶材料的旋光性,再配合上電場的控制,便能實現信息顯示。