igbt模块的静态性能原理

2021-04-16

IGBT模块是由igbt模块(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)利用相应的线路桥接封装而成的模块化半导体商品;封装后的IGBT模块直接用于变频器、UPS不间断电源等设备上;IGBT模块具备节能、组装检修便捷、散热稳定等优点;目前市面上出售的多为这类模块化商品,通常所说的igbt模块也指IGBT模块;随之节能环保等概念的推广,这类商品在市面上将越来越多见;igbt模块是能源转换与传输的核心元件,通称电力电子装置的“CPU”,做为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等方面用极广。
igbt模块的静态性能

静态性能主要有伏安性能、转移性能和控制开关性能。

(1)伏安性能:

igbt模块的伏安性能指以栅源工作电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极工作电压间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源工作电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性类似。也可分为饱和区1、放大区2和击穿性能3部份。在断开模式下的igbt模块,正向工作电压由J2结承担,反向工作电压由J1结承担。倘若无N+缓冲区,则正反向阻断工作电压能够 做到相似水平,进入N+缓冲区后,反向断开工作电压只能够到达几十伏水平,因而限制了igbt模块的某些用范围。

(2)转移性能:

igbt模块的转移性能指输出漏极电流Id与栅源工作电压Ugs间的关系曲线。它与MOSFET的转移性能相似,当栅源工作电压低于导通工作电压Ugs(th)时,igbt模块处在断开模式。在igbt模块导通后的大多数漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源工作电压受最大漏极电流限制,其最佳值通常取为15V上下。

(3)开关特性:

igbt模块的开关特性指的是漏极电流量与漏源工作电压间的关联。igbt模块处在导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,因此其B值极低。即便等效电路为达林顿架构,但穿过MOSFET的电流量成为igbt模块总电流量的主要部分。这时,通态工作电压Uds(on)可以用下式表述

Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh

式中Uj1——JI结的正向工作电压,其数值为0.7~1V;Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。

通态电流量Ids可以用下式表述:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos——穿过MOSFET的电流量。

由于N+区存有电导调制效用,因此igbt模块的通态压降小,耐压1000V的igbt模块通态压降为2~3V。igbt模块处在断态时,仅有很小的泄漏电流存有。

以上就是传承电子igbt模块的静态性能原理的介绍,传承电子是一家以电力电子为专业领域的功率半导体模块制造商,为众多的企业公司提供功率半导体模块的定制、生产和加工,同时还给众多公司提供来料代工或贴牌加工业务。主要产品为各种封装形式的绝缘式和非绝缘式功率半导体模块、各种标准和非标准的功率半导体模块等。

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