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IGBT场效应管的工作原理 IGBT场效应管的选择方法

冬至配饺子 来源:网络整理 作者:网络整理 2024-02-22 14:42 次阅读

IGBT,即绝缘栅双极晶体管,是一种高效能的半导体器件,它结合了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和双极结型晶体管(BJT)的特性。

IGBT场效应管的工作原理

IGBT由栅极(G)、发射极(E)和集电极(C)三个极控制。如图1,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,切断基极电流,使IGBT关断。由图2可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。

1.jpg

图1 IGBT 结构图

1.jpg

图2 IGBT电气符号(左)与等效的电路图(右)

如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作,如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压,则IGBT可能会永久损坏。同样,如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值,则流过IGBT的电流会超限,导致IGBT的结温超过允许值,此时IGBT也有可能会永久损坏。

IGBT场效应管的选择方法

图片

选择

IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。其相互关系见下表。使用中当IGBT模块集电极电流增大时,所产生的额定损耗亦变大。同时,开关损耗增大,使原件发热加剧,因此,选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。特别是用作高频开关时,由于开关损耗增大,发热加剧,选用时应该降等使用。

测量

静态测量:把万用表放在乘100档,测量黑表笔接1端子、红表笔接2端子,显示电阻应为无穷大; 表笔对调,显示电阻应在400欧左右.用同样的方法,测量黑表笔接3端子、红表笔接1端子, 显示电阻应为无穷大;表笔对调,显示电阻应在400欧左右.若符合上述情况表明此IGBT的两个单元没有明显的故障.

动态测试: 把万用表的档位放在乘10K档,用黑表笔接4端子,红表笔接5端子,此时黑表笔接3端子红表笔接1端子, 此时电阻应为300-400欧,把表笔对调也有大约300-400欧的电阻表明此IGBT单元是完好的. 用同样的方法测试1、2端子间的IGBT,若符合上述的情况表明该IGBT也是完好的。

将万用表拨在R×10KΩ挡,用黑表笔接IGBT 的漏极(D),红表笔接IGBT 的源极(S),此时万用表的指针指在无穷处。用手指同时触及一下栅极(G)和漏极(D),这时IGBT 被触发导通,万用表的指针摆向阻值 较小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下源极(S)和栅极(G),这时IGBT 被阻 断,万用表的指针回到无穷处。此时即可判断IGBT 是好的。

注意:若进第二次测量时,应短接一下源极(S)和栅极(G)。任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT 好坏时,一定要将万用表拨在R×10KΩ挡,因R×1K Ω挡以下各档万用表内部电池电压太低,检测好坏时不能使IGBT 导通,而无法判断IGBT 的好坏。

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