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绝缘栅双极型晶体管insulated-gate-bipolar transistor,IGBT,集MOSFET和GTR的优点于一身,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点,已广泛应用于变频器和其他调速电路中。
IGBT作为开关使用时,为使通态压降UcE低,通常选择为氏E值为10一15v,此情况下通态压降接近饱和值。UGE值影响短路破坏耐量(时间),耐量值为微秒级,UG。值增加,短路破坏耐量(时间)减少。门极电阻R。的取值影响开关时间,RG值大,开关时间增加,单个脉冲的开关损耗增加。但RG值减小时,di/dt增大,可能会导劲GBT误导通。R殖一般取几十欧至几百欧。主要参数Ic为集电极额定最大直流电流;U(BocES为门极短路时的集一射极击穿电压;尸C为额定l日ey日onshonshuong]!x一ng}ing丈}guon绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebiPolartransistor,IG召T)一种场控自关断的电力电子器件,又称绝缘门极双极型晶体管。此种晶体管在80年代迅速发展起来。IGBT的等效电路、图形符号如图(a)所示,图(b)、(c)分别为其转移特性和输出特性。IGBT的输人驱动级为N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管MOSFET,输出级为电力晶体管(GTR),形成达林顿晶体管电路结构。因此IGBT兼有MOSFET高输人阻抗、快开关速度和GTR的高电流密度、低通态压降的优点,但IGBT的门极偏置(又称栅极偏置)对特啊性影响很大。门极偏置IGBT的导通和关断是由门极电压控制的。如图(b)所示,当门极电压UGE大于N沟道MOSFET的闭值电压(开启电压)UGE(th)时,MOSFET导通,从而给PNP管提供基极电流而使其导通;当门极电压小于氏E(th)啊时,MOSFET关断,PNP管无基极电流流过而截止。如图(。)所示,当IGBT导通时,工作在特性曲线电流上升区域,UGE增大时,UcE值减小。的最大耗散功率;UcE(sat)为集一射极间的饱和压降;IcE(、,为门极短路时集电极最大关断电流;Rth为结壳间的最大热阻;T为最高工作温度。发展表中列出了各代IGBT器件的典型特性参数。IGBT发展非常迅速,正在向高频、高压、大电流以及降低器件的开关损耗和通态损耗方向发展。已研制出电压高达RN任啊于二Go一』(a)它珑功勺(b)鲡电为50O0V,10DA/emZ流密度下UCE、。认,E,鲡鲡2.SV左右的IGBT。IGBT、功率MOSF-ET发展前景广阔,已成为中、小功率低压应用领域的主导器件。由于IGBT特性参数优越,,预计2000年功率达IMVA的GTR和GTO逆变器,将被IGBT逆变器所替代。UOE】>陇E,
绝缘栅双极型晶体管
insulatedgatebipolartransistor,IGBT,集MOSFET和GTR的优点于一身,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点,已广泛应用于变频器和其他调速电路中。
一、单极型晶体管在目前使用的pnp或npn面结型晶体管的工作中,包括金属-氧化物-半导体晶体管在内的场效应晶体管,只需要一种载流子,这种晶体管就叫做单极晶体管。单极晶体管即场效应晶体管,因为场效应晶体...
优点是工作速度快,噪声小;缺点是不易集成,还有功耗太大。
只用一种载流子进行导电的晶体管称为单极型晶体管。
10kV绝缘栅双极型晶体管固体开关的研制
采用8只IXLF19N250A绝缘栅双极型晶体管串联研制成功了10kV固体开关。试验表明:该固体开关最高输出电压为14kV,最高输出脉冲电流为20A、输出脉冲宽度可在2112μs之间以1μs步长变化,脉冲重复频率范围为1Hz4kHz,短时间可以工作到8.6kHz。
电力电子器件知识讲座(九) 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)(三)
电力电子器件是半导体功率器件的总称,是构成电力电子设备的基础,是从事电力电子器件设计、研发、生产、营销和应用人员以及电源技术工作者应该熟悉的内容。本刊从今年4月份开始以"电力电子器件知识"为题开展讲座,以满足广大读者增长知识和用好这些器件的需求。欢迎厂家及用户的工程师们撰稿,并望提出宝贵意见。
模块化多电平换流器子模块中,某些绝缘栅双极型晶体管开通,但阀电流不流经子模块直流电容器的运行状态。
据造价信息网了解, 我国首条8英寸绝缘栅双极型晶体管(IGBT)专业芯片线6月20日在中国南车株洲电力机车研究所有限公司建成,打破了国外在高端IGBT芯片技术上的垄断,对保障国民经济安全和推动节能减排具有重大战略意义。
与微电子技术中芯片技术一样,IGBT芯片技术是电力电子行业中的“心脏”和“大脑”,控制并提供大功率的电力设备电能变换,有效提升设备的能源利用效率、自动化和智能化水平。主要应用于船舶、高压电网、轨道交通等大功率电力驱动设备中。
IGBT芯片技术含量极高,制造难度非常大,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。过去,全球IGBT技术主要掌握在欧洲和日本等少数几个国家手中。我国的IGBT芯片及其相关产品99%以上依赖进口,国内在芯片、封装、装置、系统还没有形成独立、完整的技术体系和产业体系。
经过20多年的研发,中国南车上百位专家攻克了30多项重大难题,终于掌握了该器件的成套技术,建立了完整的IGBT规模化、专业化生产工业体系,成功研制出从650伏到6500伏高功率密度IGBT芯片及模块,形成了IGBT的完整产业链。这条投资近15亿元的8英寸IGBT生产线首期将实现年产12万片8英寸IGBT芯片,配套生产100万只IGBT模块,真正实现IGBT的国产化。
中国工程院院士、中国南车株洲所总经理丁荣军说,据初步估算,如果将IGBT等电力电子技术应用到全国20%的电机中,每年可节约用电2000亿千瓦时,相当于两个三峡电站的年发电量。同时,我国自主研发的高功率等级的IGBT对涉及国家经济安全、国防安全等战略性产业至关重要。(谢立言阳建)
紧急运行状态时,为防止模块化多电平结构单元或组件损坏,阀电流流经保护设备而不流经绝缘栅双极型晶体管-二极管对的状态。