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IGBT的驅(qū)動電路特點（一）

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，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(yīng)管)組成的復合全控型電壓驅(qū)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(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)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(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)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(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

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，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)時主要工作在飽和導通區(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，當柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)時，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導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的對比：

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

主要優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大。

缺點：擊穿電壓低，工作電流小。

對IGBT驅(qū)動電路有什么要求

IGBT對驅(qū)動電路的要求：

(1)提供適當?shù)恼聪螂妷?使IGBT能可靠地開通和關(guān)斷。當正偏壓增大時IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降,但若UGE過大,則負載短路時其IC隨UGE增大而增大,對其安全不利,使用中選UGEν15V為好。負偏電壓可防止由于關(guān)斷時浪涌電流過大而使IGBT誤導通,一般選UGE=-5V為宜。

(2)IGBT的開關(guān)時間應(yīng)綜合考慮?？焖匍_通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開關(guān)損耗。但在大電感負載下,IGBT的開頻率不宜過大,因為高速開斷和關(guān)斷會產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。

(3)IGBT開通后,驅(qū)動電路應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值,使IGBT在正常工作及過載情況下不致退出飽和而損壞。

(4)IGBT驅(qū)動電路中的電阻RG對工作性能有較大的影響,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但會增加IGBT的開關(guān)時間和開關(guān)損耗;RG較小,會引起電流上升率增大,使IGBT誤導通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐～幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。

(5)驅(qū)動電路應(yīng)具有較強的抗干擾能力及對IG2BT的保護功能。IGBT的控制、 驅(qū)動及保護電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開路。

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