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IGBT主要參數(shù)-IGBT的測試方法及與mosfet的對(duì)比分析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2020-04-13 

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IGBT-IGBT主要參數(shù)-IGBT的測試方法及與mosfet的對(duì)比分析

IGBT絕緣柵雙極型晶體管模塊是場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和電力晶體管(GTR)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)損耗低、溫度特性好以及開關(guān)頻率高等特點(diǎn)。它比GTR(或BJT)更為新穎。IGBT模塊的擊穿電壓已達(dá)到1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A,最高工作頻率可達(dá)30~40kHz,以IGBT為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10kHz以上,故電動(dòng)機(jī)的電流波形比較平滑,電磁噪聲很小。缺點(diǎn)是斷態(tài)時(shí)的擊穿電壓較低(最大約3.3kV),功耗較大,電路較復(fù)雜。


IGBT測試方法

IGBT是通過柵極驅(qū)動(dòng)電壓來控制的開關(guān)晶體管,廣泛用于變頻器中作為直流逆變成交流的電力電子元件。IGBT管的結(jié)構(gòu)和工作原理與場效應(yīng)晶體管(通常稱為MOSFET管)相似。IGBT管的符號(hào)如圖2所示。G為柵極,C為集電極,E為發(fā)射極。


IGBT IGBT驅(qū)動(dòng)


萬用表測試IGBT管的方法如下:


(1)確定三個(gè)電極假定管子是好的,先確定柵極G。將萬用表打到R×10kΩ擋,若測量到某一極與其他兩極電阻值為無窮大,而調(diào)換表筆后測得該極與其他兩極電阻值為無窮大,則可判斷此極為柵極(G)。再測量其余兩極。若測得電阻值為無窮大,而調(diào)換表筆后測得電阻值較小,此時(shí)紅表筆(實(shí)為負(fù)極)接的為集電極(C),黑表筆(實(shí)為正極)接的為發(fā)射極(E)。


(2)確定管子的好壞將萬用表打到R×10kΩ擋,用黑表筆接C極,紅表筆接E極,此時(shí)萬用表的指針在零位,用手指同時(shí)觸及一下G極和C極,萬用表的指針擺向電阻值較小的方向(IGBT被觸發(fā)導(dǎo)通),并指示在某一位置再用手指同時(shí)觸及G極和E極,萬用表的指針回零(IGBT被阻斷),即可判斷IGBT是好的。


如果不符合上述現(xiàn)象,則可判斷IGBT是壞的。用此立法也可測試功率場效應(yīng)晶體管(P-MOSFET)的好壞。


IGBT的主要參數(shù)

(1)集電極-發(fā)射極額定電壓UCES是IGBT在截止?fàn)顟B(tài)下集電極與發(fā)射極之間能夠承受的最大電壓,一般UCES小于或等于器件的雪崩擊穿電壓。


(2)柵極-發(fā)射極額定電壓UGE是IGBT柵極與發(fā)射極之間允許施加的最大電壓,通常為20V。柵極的電壓信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷,其電壓不可超過UGE。


(3)集電極額定電流IC是IGBT在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下,允許持續(xù)通過的最大電流。


(4)集電極-發(fā)射極飽和電壓UCE是IGBT在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下,集電極與發(fā)射極之間的電壓降。該值越小,則管子的功率損耗越小。


(5)開關(guān)頻率在IGBT的使用說明書中,開關(guān)頻率是以開通時(shí)間tON、下降時(shí)間t1和關(guān)斷時(shí)間tOFF給出的,根據(jù)這些參數(shù)可估算出IGBT的開關(guān)頻率,一般可達(dá)30~40kHz。在變頻器中,實(shí)際使用的載波頻率大多在15kHz以下。


IGBT與mosfet的對(duì)比

輸出特性與轉(zhuǎn)移特性:


IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變量時(shí),集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關(guān)系曲線。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似,也可分為飽和區(qū)I、放大區(qū)II和擊穿區(qū)III三部分。IGBT作為開關(guān)器件穩(wěn)態(tài)時(shí)主要工作在飽和導(dǎo)通區(qū)。IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同,當(dāng)柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)時(shí),IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分集電極電流范圍內(nèi),IC與VGE呈線性關(guān)系。


IGBT與MOSFET的對(duì)比:


MOSFET全稱功率場效應(yīng)晶體管。它的三個(gè)極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。


主要優(yōu)點(diǎn):熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大。


缺點(diǎn):擊穿電壓低,工作電流小。


IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相結(jié)合的產(chǎn)物。它的三個(gè)極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。


特點(diǎn):擊穿電壓可達(dá)1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達(dá)250kVA以上,工作頻率可達(dá)20kHz。


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