一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。二、IGBT模块IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内。开关频率比较大的IGBT型号是S4,可以使用到30KHz的开关频率。安徽Mitsubishi 三菱IGBT模块国内经销
沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannelregion)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Draininjector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。IGBT原理方法IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性。宁夏功率半导体IGBT模块型号齐全IGBT工作电流能有150A,200A,300A,400A,450A。
IGBT功率模块是指采用IC驱动,利用的封装技术将IGBT与驱动电路、控制电路和保护电路高度集成在一起的模块。其类别从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。IGBT功率模块的驱动电路元件较少,在短路故障时只要结温不超过安全工作范围,驱动电路仍可以继续安全工作。IGBT在大电流时具有退饱和特性,可以在一定程度上保护器件过流,其它的电力电子开关器件则都不具备这种特性。总之,IGBT功率模块具有驱动简单、过压过流保护实现容易、开关频率高以及不需要缓冲电路等特性,非常适合应用在中压驱动领域。常见的IGBT功率模块的额定电压等级有600V、1200V、1700V、2500V、3300V和4500V,额定电流则可以达到2400A。虽然有更高电压等级的IGBT器件,但其电流等级却大为下降。例如,额定电压为6500V的IGBT器件的额定电流为650A。额定功率比较大的IGBT电压电流参数为3600V/1700A和4500V/1200A。各中类别型号的IGBT功率模块已经运用到各中电子元件中,IPM除用于变频调速外,600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB,用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB。
IGBT单管和IGBT功率模块PIM、IPM的区别是什么?作者:海飞乐技术时间:2018-04-1218:47IGBT功率模块采用封装技术集成驱动、保护电路和高能芯片一起的模块,已经从复合功率模块PIM发展到了智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM等。IGBT单管和IGBT功率模块的定义不同:IGBT单管:分立IGBT,封装较模块小,电流通常在50A以下,常见有TO247、TO3P等封装。IGBT模块:块化封装就是将多个IGBT集成封装在一起,即模块化封装的IGBT芯片。常见的有1in1,2in1,6in1等。PIM模块:集成整流桥+制动单元(PFC)+三相逆变(IGBT桥);IPM模块:即智能功率模块,集成门级驱动及保护功能(热保护,过流保护等)的IGBT模块。IGBT单管和IGBT功率模块的结构不同IGBT单管为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极。P+区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P型区(包括P+和P一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannelregion)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Draininjector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用。各代的IGBT芯片都有自己适合工作的开关频率,不能乱选型,IGBT频率与型号的后缀相关。
有无缓冲区决定了IGBT具有不同特性。有N*缓冲区的IGBT称为非对称型IGBT,也称穿通型IGBT。它具有正向压降小、犬断时间短、关断时尾部电流小等优点,但其反向阻断能力相对较弱。无N-缓冲区的IGBT称为对称型IGBT,也称非穿通型IGBT。它具有较强的正反向阻断能力,但它的其他特性却不及非对称型IGBT。如图2-42(b)所示的简化等效电路表明,IGBT是由GTR与MOSFET组成的达林顿结构,该结构中的部分是MOSFET驱动,另一部分是厚基区PNP型晶体管。五、IBGT的工作原理简单来说,IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP型晶体管,它的简化等效电路如图2-42(b)所示,图中的RN为PNP晶体管基区内的调制电阻。从该等效电路可以清楚地看出,IGBT是用晶体管和MOSFET组成的达林顿结构的复合器件。冈为图中的晶体管为PNP型晶体管,MOSFET为N沟道场效应晶体管,所以这种结构的IGBT称为N沟道IIGBT,其符号为N-IGBT。类似地还有P沟道IGBT,即P-IGBT。IGBT的电气图形符号如图2-42(c)所示。IGBT是—种场控器件,它的开通和关断由栅极和发射极间电压UGE决定,当栅射电压UCE为正且大于开启电压UCE(th)时,MOSFET内形成沟道并为PNP型晶体管提供基极电流进而使IGBT导通,此时,从P+区注入N-的空穴。第四代IGBT能耐175度的极限高温。内蒙古Semikron西门康SKM100GB12T4IGBT模块厂家直供
变频器配件IGBT模块FS225R12KE3/AGDR-71C;安徽Mitsubishi 三菱IGBT模块国内经销
B)车载空调控制系统小功率直流/交流(DC/AC)逆变,使用电流较小的IGBT和FRD;C)充电桩智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用;2)智能电网IGBT广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端:1、从发电端来看,风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。2、从输电端来看,特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。3、从变电端来看,IGBT是电力电子变压器(PET)的关键器件。4、从用电端来看,家用白电、微波炉、LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。3)轨道交通IGBT器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的技术之一,在交流传动系统中牵引变流器是关键部件,而IGBT又是牵引变流器的器件之一。IGBT国内外市场规模2015年国际IGBT市场规模约为48亿美元,预计到2020年市场规模可以达到80亿美元,年复合增长率约10%。2014年国内IGBT销售额是,约占全球市场的1∕3。预计2020年中国IGBT市场规模将超200亿元,年复合增长率约为15%。从公司来看,国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等。中国功率半导体市场占世界市场的50%以上。安徽Mitsubishi 三菱IGBT模块国内经销
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