igbt(insulated gate bipolar transistor)是一种双极性功率半导体器件,由bjt(双极型三极管)和mos管复合而成,兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点,特别是50ov以上应用中的功率损失相当低。虽然可以通过工艺技术提高bt的性能,但无法从根本上解决bjt的电荷存储时间(storage time)问题。也就是说,bjt在关闭时需耗费较长时间,不适合高速切换的应用,但完全满足市电供电的应用。
igbt基本特性包括静态特性和动态特性,其中静态特性由输出特性和转移特性组成,动态特性描述igbt器件开关过程。
igbt的主要参数
(1)额定集电极—发射极电压u。,。——在室温下,igbt所允许的 集电极—发射极问电压,一般为其击穿电压u(br) ceo的60 %~80%。其单位为v;
(2)额定栅极—发射极电压uger ——在室温下,当 igbt的集电极—发射极间电压为ucer时,栅极—发射极问允许施加的 电压,一般小于20v。其单位为v;
(3)集电极通态电流ic——在室温下,当 igbt导通时,集电极允许通过的 电流的有效值称为igbt的额定电流,用ice表示;而允许通过的峰值电流用icm表示。在电流脉冲宽度为1μs时,icm≈2ice,其单位为a;
(4)集电极 功耗pcm ——在室温下,igbt集电极允许的 功耗。其单位为w;
(5)栅极漏电流 igeo——在室温下,当 uce= 0v、栅极—发射极电压为其额定值uger时,igbt栅极—发射极间的电流。其单位为μa;
(6)集电极断态电流 ices一一在室温下,当集电极—发射极间电压为额定值ucer,栅极—发射极电压uge =0时的集电极电流,即集电极漏电流。其单位为ma;
(7)栅极—发射极开启电压uge(th)——在室温下,igbt从关断状态进入导通状态时,栅极—发射极间电压。其单位为v;
(8)集电极—发射极饱和电压uce(sat)—— 在室温下,集电极—发射极间的电压降,一般为3v以下。其单位为v;
(9)栅极电容c,。,-igbt栅极—发射极间的输入 电容,一般为3000一 30000pf;
(10)导通延迟时间td——在室温下,栅极-发射极问电压从反向偏置变到uge=uge(th)所需的时间。其单位为μs或ns;
(11)电流上升时间tir——在室温下,在导通过程中,从栅极—发射极电压达到开启电压uge(th)起,到集电极电流达到 icm所需的时间。其单位为μs或ns;
(12)电压下降时间tuf——在室温下,在导通过程中,从.igbt的集电极—发射极间电压开始下降起,到集电极—发射极电压达到饱和电压uce(sat)所需的时间。其单位为vs或ns;
(13)导通时间ton——ton=td+tir+tuf。其单位为μs或ns;
(14)存储时间ts——在室温下,在关断过程中,从igbt的栅极—发射极开始下降起,到栅极—发射极电压下降到uge=uge(th),集电极电流开始下降所需的时间。其单位为μs或ns;
(15)电压上升时间tur——在室温下,在关断过程中,从igbt的集电极电流开始下降起,到因di/dt的作用产生电压过冲所需的时间。其单位为μs或ns;
(16)电流下降时间tif ——在室温下,在关断过程中,从igbt的集电极—发射极间产生电压过冲起,到集电极电流下降到集电极—发射极漏电流所需的时间。其单位为μs或ns;
(17)关断时间toff——toff=ts+tur+tif。其单位为μs或ns;
(18) du/dt-在室温下,igbt不产生误导通,集电极—发射极问所能承受的 的电压上升率。其单位为v/μs;
(19)热阻rθ——在室温下,单位功耗引起 igbt管芯的温升。其单位为℃/w;
(20) 允许结温tjm ——igbt所允许的 结温。其单位为℃。tjm与igbt的封装形式有关。对于塑封单管igbt,tjm =125℃;对于模块化封装的igbt,tjm=150℃。
pt-igbt与npt-igbt的区别
pt-igbt与npt-igbt是同是采用沟槽栅或平面栅技术,但是他们的发展方向不一致。
·pt-igbt:采用平面栅或者沟槽栅,技术改进的主要方向是控制载流子寿命和优化n+缓冲区。
·npt-igbt:采用平面栅或者沟槽栅,技术改进的主要方向是减小芯片厚度。
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