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IGBT(绝缘栅双极性晶体管)

 新用户56025017 2022-11-08 发布于湖北
  • 压控型器件,过大电流。 如图:

    内部等效图:

分析:场效应管导通后,上三极管处于开关模式中的“开”,电阻上产生压降,下三极管导通,在这种互补的模式下,电流通过场管DS极、下三极管ce极同时导通,IGBT饱和导通。导通龙和关断特性决定开关功率元件的性能并连带影响元件的功率损耗。导通和关断的速度主要取决于IGBT内部的输入电容(CGE)和米勒电容(CGC),下图为IGBT寄生电容示意图:

  

IGBT切换到导通状态的过程中,G极充满过程中会有有一段区间变得平坦,称之为米勒平台,其中米勒电容(CGC)会影响IGBT的导通和截止,其实质为对输入电容和弥勒电容的充电和放电过程。

其中米勒电容(CGC)会影响米勒平台的时间长短,进而影响IGBT的开启、关断速度。IGBT栅极充电过程为如图所示,栅极充电至额定电压所需的电荷量(Qg)后,CE导通,C极电位拉低,从米勒电容中抽取电荷,米勒电容此时便处于充电状态,同时输入电容处于暂停充电状态,米勒电容充电完成后,输入电容继续充电,直至IGBT完全导通。

正是由于米勒电容(CGC)的存在,才要求IGBT的关断需采用负压或零电压,下图推挽放大非常适合用于控制IGBT开启关断。如图,IGBT关断时,集电极电压升高,米勒电容反向充电,引起G极电压升高,而在在稳压二极管的钳位下,G极电压无法升高,米勒电容无法充电。开启时,进入米勒平台的同时,米勒电容正向充电,输入电容与米勒电容在米勒平台前呈并联关系,进入米勒平台时为并联充电关系。

 

下图中:Vgs在米勒平台区间范围内线性变化为最小;Id在米勒平台起始点变为最大。

mos管导通的过程,就是给栅极电压充电的过程(电容电压不能突变),所以mos管漏源极的导通受栅极电容充电过程的制约。gds三极间的电容构成串并联组合关系,他们相互影响,彼此关系并不是独立的。最关键的是米勒电容Cgd,它并不是恒定的,随gd极电压的变化而变化,它非常影响输入电容Cgs的充电,因为刚进入米勒平台,电流、电压全部压在mos管上。

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