变频电源的功率器件之IGBT绝缘栅双极晶体管IGBT的特性与研发

98彩票IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是MOS结构双极器件，属于具有功率 MOSFET的高速性能与双极的低电阻性能的功率器件。IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率为 1kHz以上的区域。多使用在工业用电机、民用小容量电动机、变换器(逆变器)、照相机的频闪观测器、感应加热(Imnduction Heaing)电饭锅等领域。根据封装的不同，IGBT大致分为两种类型，一种是模压树脂密封的三端单体封装型，从T0-3P到小型表面贴装都已形成系列。另一种是把IGBT与FWD(FleeWheeIDiode)成对地(2或6组)封装起来的模块型，主要应用在工业上。模块的类型根据用途的不同，分为多种形状及封装方式，都已形成系列化。IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用功率MOSFET的自然进化。MOSFET由于实现一个较高的击穿电压V心需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有Rm)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了R特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBI高出很多。IGBT较低的压降，转换成一个低U的能力，以及IGBT的结构，与同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。

IGBT的结构

就IGBT的结构而言，是在N沟道MOSFET的极N层上又附加上一层P层的P-N-PN+的4层结构。图1-16(a)为N沟道VDMOSFET与GIR组合N沟道IGBT(N-IGBT)，IGBT 比 VD.MOSFET多一层P*注入区，形成了一个大面积的P*N结J1，使IGBT导通时由P*注入区向N基区发射少子，从而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。简化等效电路图1-16(b)表明，IGBT是GIR与MOSFET组成的达林顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区NP晶体管，R为晶体管基区内的调制电阻。