igbt模塊的靜態性能原理

2021-04-16

IGBT模塊是由igbt模塊(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續流二極管芯片)利用相應的線路橋接封裝而成的模塊化半導體商品;封裝后的IGBT模塊直接用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上;IGBT模塊具備節能、組裝檢修便捷、散熱穩定等優點;目前市面上出售的多為這類模塊化商品,通常所說的igbt模塊也指IGBT模塊;隨之節能環保等概念的推廣,這類商品在市面上將越來越多見;igbt模塊是能源轉換與傳輸的核心元件,通稱電力電子裝置的“CPU”,做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方面用極廣。
igbt模塊的靜態性能

靜態性能主要有伏安性能、轉移性能和控制開關性能。

(1)伏安性能:

igbt模塊的伏安性能指以柵源工作電壓Ugs為參變量時,漏極電流與柵極工作電壓間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源工作電壓Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它與GTR的輸出特性類似。也可分為飽和區1、放大區2和擊穿性能3部份。在斷開模式下的igbt模塊,正向工作電壓由J2結承擔,反向工作電壓由J1結承擔。倘若無N+緩沖區,則正反向阻斷工作電壓能夠 做到相似水平,進入N+緩沖區后,反向斷開工作電壓只能夠到達幾十伏水平,因而限制了igbt模塊的某些用范圍。

(2)轉移性能:

igbt模塊的轉移性能指輸出漏極電流Id與柵源工作電壓Ugs間的關系曲線。它與MOSFET的轉移性能相似,當柵源工作電壓低于導通工作電壓Ugs(th)時,igbt模塊處在斷開模式。在igbt模塊導通后的大多數漏極電流范圍內,Id與Ugs呈線性關系。最高柵源工作電壓受最大漏極電流限制,其最佳值通常取為15V上下。

(3)開關特性:

igbt模塊的開關特性指的是漏極電流量與漏源工作電壓間的關聯。igbt模塊處在導通態時,由于它的PNP晶體管為寬基區晶體管,因此其B值極低。即便等效電路為達林頓架構,但穿過MOSFET的電流量成為igbt模塊總電流量的主要部分。這時,通態工作電壓Uds(on)可以用下式表述

Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh

式中Uj1——JI結的正向工作電壓,其數值為0.7~1V;Udr——擴展電阻Rdr上的壓降;Roh——溝道電阻。

通態電流量Ids可以用下式表述:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos——穿過MOSFET的電流量。

由于N+區存有電導調制效用,因此igbt模塊的通態壓降小,耐壓1000V的igbt模塊通態壓降為2~3V。igbt模塊處在斷態時,僅有很小的泄漏電流存有。

以上就是傳承電子igbt模塊的靜態性能原理的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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