igbt簡介IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，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綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。IGBT模塊IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品；封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上。IGBT模塊特點IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點；當前市場上銷售的多為此類模塊化產品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊；隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產品在市場上將越來越多見。IGBT結構上圖所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極（即發(fā)射極E）。N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極（即門極G）。Infineon也有大功率的3300V，4500V，6500V的IGBT可供選擇，一般用于機車牽引和電力系統(tǒng)中。江蘇Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊庫存充足
使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N一層的空穴（少子），對N一層進行電導調制，減小N一層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。檢測IGBT好壞簡便方法1、判斷極性首先將萬用表撥在R&TImes;1KΩ擋，用萬用表測量時，若某一極與其它兩極阻值為無窮大，調換表筆后該極與其它兩極的阻值仍為無窮大，則判斷此極為柵極（G）。其余兩極再用萬用表測量，若測得阻值為無窮大，調換表筆后測量阻值較小。在測量阻值較小的一次中，則判斷紅表筆接的為集電極（C）；黑表筆接的為發(fā)射極（E）。2、判斷好壞將萬用表撥在R&TImes;10KΩ擋，用黑表筆接IGBT的集電極（C），紅表筆接IGBT的發(fā)射極（E），此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極（G）和集電極（C），這時IGBT被觸發(fā)導通，萬用表的指針擺向阻值較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極（G）和發(fā)射極（E），這時IGBT被阻斷，萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。上海FUJI富士IGBT模塊品質優(yōu)異三項整流橋+6單元的三項全橋IGBT拓撲:以FP開頭。
但在中MOSFET及IGBT主流器件市場上，90％主要依賴進口，基本被國外歐美、日本企業(yè)壟斷。國外企業(yè)如英飛凌、ABB、三菱等廠商研發(fā)的IGBT器件產品規(guī)格涵蓋電壓600V-6500V，電流2A-3600A，已形成完善的IGBT產品系列。英飛凌、三菱、ABB在1700V以上電壓等級的工業(yè)IGBT領域占優(yōu)勢；在3300V以上電壓等級的高壓IGBT技術領域幾乎處于壟斷地位。在大功率溝槽技術方面，英飛凌與三菱公司處于國際水平。西門康、仙童等在1700V及以下電壓等級的消費IGBT領域處于優(yōu)勢地位。盡管我國擁有大的功率半導體市場，但是目前國內功率半導體產品的研發(fā)與國際大公司相比還存在很大差距，特別是IGBT等器件差距更加明顯。技術均掌握在發(fā)達國家企業(yè)手中，IGBT技術集成度高的特點又導致了較高的市場集中度。跟國內廠商相比，英飛凌、三菱和富士電機等國際廠商占有的市場優(yōu)勢。形成這種局面的原因主要是：1、國際廠商起步早，研發(fā)投入大，形成了較高的壁壘。2、國外制造業(yè)水平比國內要高很多，一定程度上支撐了國際廠商的技術優(yōu)勢。中國功率半導體產業(yè)的發(fā)展必須改變目前技術處于劣勢的局面，特別是要在產業(yè)鏈上游層面取得突破，改變目前功率器件領域封裝強于芯片的現(xiàn)狀?？偟膩碚f。
有無緩沖區(qū)決定了IGBT具有不同特性。有N*緩沖區(qū)的IGBT稱為非對稱型IGBT，也稱穿通型IGBT。它具有正向壓降小、犬斷時間短、關斷時尾部電流小等優(yōu)點，但其反向阻斷能力相對較弱。無N-緩沖區(qū)的IGBT稱為對稱型IGBT，也稱非穿通型IGBT。它具有較強的正反向阻斷能力，但它的其他特性卻不及非對稱型IGBT。如圖2-42(b)所示的簡化等效電路表明，IGBT是由GTR與MOSFET組成的達林頓結構，該結構中的部分是MOSFET驅動，另一部分是厚基區(qū)PNP型晶體管。五、IBGT的工作原理簡單來說，IGBT相當于一個由MOSFET驅動的厚基區(qū)PNP型晶體管，它的簡化等效電路如圖2-42(b)所示，圖中的RN為PNP晶體管基區(qū)內的調制電阻。從該等效電路可以清楚地看出，IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達林頓結構的復合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管，MOSFET為N溝道場效應晶體管，所以這種結構的IGBT稱為N溝道IIGBT，其符號為N-IGBT。類似地還有P溝道IGBT，即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號如圖2-42(c)所示。IGBT是—種場控器件，它的開通和關斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定，當柵射電壓UCE為正且大于開啟電壓UCE（th）時，MOSFET內形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進而使IGBT導通，此時，從P+區(qū)注入N-的空穴。英飛凌(Infineon)是德國西門子半導體集體(Siemens)的單獨上市公司。前身也叫歐派克。
IGBT模塊的結溫控制對于延長模塊的壽命具有重要意義。4.溫度對模塊的安全性的影響IGBT模塊的結溫升高會導致模塊的安全性下降。當結溫超過一定溫度時，模塊內部元器件會出現(xiàn)失效現(xiàn)象，從而導致模塊的短路或開路，總之，IGBT模塊結溫的變化對模塊的電性能、可靠性、壽命和安全性等多個方面都會產生影響。因此，在實際應用中，需要對IGBT模塊的結溫進行控制，以保證模塊的正常工作和長期穩(wěn)定性。對設備和人員的安全造成威脅。IGBT的額定電壓要求高于直流母線電壓的兩倍現(xiàn)貨IGBT驅動電路單向可控硅晶閘管。浙江SKM200GB128DIGBT模塊國內經銷
Econo封裝(俗稱“平板型”):分為EconoDUAL，EconoPIM，EconoPACK之類的。江蘇Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊庫存充足
TC=℃）------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復峰值電流VRRM=V-------------反向重復峰值電壓IRRM=mA------------反向重復峰值電流IGT=mA------------門極觸發(fā)電流VGT=V------------門極觸發(fā)電壓執(zhí)行標準：QB-02-091．晶閘管關斷過電壓（換流過電壓、空穴積蓄效應過電壓）及保護晶閘管從導通到阻斷，線路電感（主要是變壓器漏感LB）釋放能量產生過電壓。由于晶閘管在導通期間，載流子充滿元件內部，在關斷過程中，管子在反向作用下，正向電流下降到零時，元件內部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時出現(xiàn)較大的反向電流，使殘存的載流子迅速消失，這時反向電流減小即diG/dt極大，產生的感應電勢很大，這個電勢與電源串聯(lián)，反向加在已恢復阻斷的元件上，可導致晶閘管反向擊穿。這就是關斷過電壓（換相過電壓）。數(shù)值可達工作電壓的5~6倍。保護措施：在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2．交流側過電壓及其保護由于交流側電路在接通或斷開時出現(xiàn)暫態(tài)過程，會產生操作過電壓。高壓合閘的瞬間，由于初次級之間存在分布電容，初級高壓經電容耦合到次級，出現(xiàn)瞬時過電壓。江蘇Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊庫存充足