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什么是IGBT？IGBT的原理
發(fā)布時(shí)間：2024-01-27 13:57:31 瀏覽：549次
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫，即絕緣柵雙極型晶體管。它是一種功率半導(dǎo)體器件，結(jié)合了MOSFET和雙極型晶體管的優(yōu)點(diǎn)，可以在高電壓和高電流條件下工作，因而被廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域。
與MOSFET相比，IGBT具有更低的驅(qū)動(dòng)電壓和更高的開關(guān)速度，而且具有雙極型晶體管的正向?qū)芰?，因此可以承受更高的電流和電壓。同時(shí)，IGBT也集成了MOSFET的絕緣柵控制功能，可以實(shí)現(xiàn)更安全和可靠的控制。
IGBT通常由一個(gè)PN結(jié)和一個(gè)N溝道組成，具有三個(gè)端口：集電極、發(fā)射極和柵極。當(dāng)柵極施加正向電壓時(shí)，會(huì)形成一個(gè)PNP型結(jié)構(gòu)，使集電極和發(fā)射極之間的PN結(jié)極化，從而導(dǎo)通。當(dāng)柵極不再施加正向電壓時(shí)，PNP結(jié)會(huì)恢復(fù)為開路狀態(tài)，IGBT停止導(dǎo)通。
IGBT的工作可以分為四個(gè)主要階段：
關(guān)態(tài)（關(guān)斷狀態(tài)）：當(dāng)柵極與發(fā)射極之間沒有施加電壓時(shí)，IGBT處于關(guān)態(tài)，沒有導(dǎo)通電流流過。在這種狀態(tài)下，PNP型雙極型晶體管的集電極和發(fā)射極之間的PN結(jié)是正向偏置的，所以處于導(dǎo)通狀態(tài)。
開啟過渡態(tài)：當(dāng)柵極施加正向電壓時(shí)，柵極和發(fā)射極之間的絕緣柵極層中的電子會(huì)形成一個(gè)導(dǎo)電通道。形成的導(dǎo)電通道可以控制PNP型雙極型晶體管的集電極-發(fā)射極之間的電流，使其開始導(dǎo)通。
開態(tài)（導(dǎo)通狀態(tài)）：在開啟過渡態(tài)后，如果在集電極和發(fā)射極之間施加足夠的正向電壓，PNP型雙極型晶體管將進(jìn)入飽和區(qū)，此時(shí)IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許電流流過。
關(guān)閉過渡態(tài)：當(dāng)柵極不再施加正向電壓時(shí)，導(dǎo)電通道關(guān)閉，PNP型雙極型晶體管恢復(fù)到截止區(qū)，IGBT進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，電流無法通過。
IGBT結(jié)合了MOSFET和雙極型晶體管的優(yōu)點(diǎn)，具有低壓控制特性（MOSFET）和高電流驅(qū)動(dòng)能力（雙極型晶體管）。它具有較低的開關(guān)損耗和較高的開關(guān)速度，適用于高頻應(yīng)用。同時(shí)，由于使用絕緣柵極層隔離了柵極和其他部分，提高了絕緣性能和可靠性。
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