igbt是絕緣柵雙極型電晶體電子元件;igbt是由雙極型三極管和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元件,並且兼有高輸入阻抗和低導通壓降兩方面的優點,igbt模組具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特性。
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IGBT是絕緣柵雙極型電晶體電子元件
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型電晶體,是由(Bipolar Junction Transistor,BJT)雙極型三極管和絕緣柵型場效應管(Metal Oxide Semiconductor,MOS)組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體元件, 兼有(Metal-Oxide -Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)金氧半場效電晶體的高輸入阻抗和電力電晶體(Giant Transistor,GTR)的低導通壓降兩方面的優點。 GTR飽和電壓降低,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綜合了以上兩種裝置的優點,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馬達、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
IGBT模組具有節能,安裝維修方便,散熱穩定等特點,當前市場上銷售的多為此類模組化產品,一般所說的IGBT也指IGBT模組,隨著節能環保等理念的推進,此類產品在市場上將越來越多見。
IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰略性新興產業,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。
結構如下:
左所示為一個N通道增強絕緣柵雙極電晶體結構,N 區稱為源區,附於其上的電極稱為源極(即射極E)。 N基極稱為漏區。元件的控制區為柵極區,附於其上的電極稱為閘極(即閘極G)。溝道在緊靠柵區邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(包括P 和P-區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區(Subchannel region)。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,與漏區和亞通道區一起形成PNP雙極電晶體,起發射極的作用,向漏極注入電洞,進行導電調製,以降低元件的通態電壓。附於漏注入區上的電極稱為汲極(即集電極C)。
IGBT的開關作用是透過加正向閘極電壓形成通道,給PNP(原來為NPN)電晶體提供基極電流,使IGBT導通。反之,加反向門極電壓消除通道,切斷基極電流,使IGBT關閉。 IGBT的驅動方法和MOSFET基本上相同,只需控制輸入極N-通道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的通道形成後,從P 基極注入到N-層的電洞(少子),對N-層進行電導調製,減少N-層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。
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