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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-07-08

    公共柵極單元100與第1發(fā)射極單元101和第二發(fā)射極單元201之間通過(guò)刻蝕方式進(jìn)行隔開(kāi);第二表面上設(shè)有工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20的公共集電極單元200;接地區(qū)域30則設(shè)置于第1發(fā)射極單元101內(nèi)的任意位置處;電流檢測(cè)區(qū)域20和接地區(qū)域30分別用于與檢測(cè)電阻40連接,以使檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生電壓,并根據(jù)電壓檢測(cè)工作區(qū)域10的工作電流。具體地,工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20具有公共柵極單元100和公共集電極單元200,此外,電流檢測(cè)區(qū)域20還具有第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,檢測(cè)電阻40則分別與第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域30連接。此時(shí),在電流檢測(cè)過(guò)程中,工作區(qū)域10由公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng),以使公共集電極單元200上的電流ic通過(guò)第二發(fā)射極單元201達(dá)到檢測(cè)電阻40,從而可以在檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生測(cè)試電壓vs,進(jìn)而可以根據(jù)該測(cè)試電壓vs檢測(cè)工作區(qū)域10的工作電流。因此,在上述電流檢測(cè)過(guò)程中,電流檢測(cè)區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201相當(dāng)于沒(méi)有公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng),即對(duì)于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,電流檢測(cè)區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201只獲取空穴形成的電流作為檢測(cè)電流,從而避免了檢測(cè)電流受公共柵極單元100的電壓的影響。 動(dòng)態(tài)特性又稱(chēng)開(kāi)關(guān)特性,IGBT的開(kāi)關(guān)特性分為兩大部分。四川哪里有SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊銷(xiāo)售廠家

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    措施:在三相變壓器次級(jí)星形中點(diǎn)與地之間并聯(lián)適當(dāng)電容,就可以減小這種過(guò)電壓。與整流器并聯(lián)的其它負(fù)載切斷時(shí),因電源回路電感產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的過(guò)電壓。變壓器空載且電源電壓過(guò)零時(shí),初級(jí)拉閘,因變壓器激磁電流的突變,在次級(jí)感生出很高的瞬時(shí)電壓,這種電壓尖峰值可達(dá)工作電壓的6倍以上。交流電網(wǎng)遭雷擊或電網(wǎng)侵入干擾過(guò)電壓,即偶發(fā)性浪涌電壓,都必須加阻容吸收路進(jìn)行保護(hù)。3.直流側(cè)過(guò)電壓及保護(hù)當(dāng)負(fù)載斷開(kāi)時(shí)或快熔斷時(shí),儲(chǔ)存在變壓器中的磁場(chǎng)能量會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓,顯然在交流側(cè)阻容吸收保護(hù)電路可以抑制這種過(guò)電壓,但由于變壓器過(guò)載時(shí)儲(chǔ)存的能量比空載時(shí)要大,還不能完全消除。措施:能常采用壓敏吸收進(jìn)行保護(hù)。4.過(guò)電流保護(hù)一般加快速熔斷器進(jìn)行保護(hù),實(shí)際上它不能保護(hù)可控硅,而是保護(hù)變壓器線(xiàn)圈。5.電壓、電流上升率的限制4.均流與晶閘管選擇均流不好,很容易燒壞元件。為了解決均流問(wèn)題,過(guò)去加均流電抗器,噪聲很大,效果也不好,一只一只進(jìn)行對(duì)比,擰螺絲松緊,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我們采用的辦法是:用計(jì)算機(jī)程序軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)篩選匹配、編號(hào),裝配時(shí)按其號(hào)碼順序裝配,很間單。每一只元件上都刻有字,以便下更換時(shí)參考。這樣能使均流系數(shù)可達(dá)到。 四川哪里有SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊銷(xiāo)售廠家減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。

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    有無(wú)緩沖區(qū)決定了IGBT具有不同特性。有N*緩沖區(qū)的IGBT稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)型IGBT,也稱(chēng)穿通型IGBT。它具有正向壓降小、犬?dāng)鄷r(shí)間短、關(guān)斷時(shí)尾部電流小等優(yōu)點(diǎn),但其反向阻斷能力相對(duì)較弱。無(wú)N-緩沖區(qū)的IGBT稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)型IGBT,也稱(chēng)非穿通型IGBT。它具有較強(qiáng)的正反向阻斷能力,但它的其他特性卻不及非對(duì)稱(chēng)型IGBT。如圖2-42(b)所示的簡(jiǎn)化等效電路表明,IGBT是由GTR與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中的部分是MOSFET驅(qū)動(dòng),另一部分是厚基區(qū)PNP型晶體管。五、IBGT的工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),IGBT相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNP型晶體管,它的簡(jiǎn)化等效電路如圖2-42(b)所示,圖中的RN為PNP晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。從該等效電路可以清楚地看出,IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管,MOSFET為N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管,所以這種結(jié)構(gòu)的IGBT稱(chēng)為N溝道IIGBT,其符號(hào)為N-IGBT。類(lèi)似地還有P溝道IGBT,即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號(hào)如圖2-42(c)所示。IGBT是—種場(chǎng)控器件,它的開(kāi)通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定,當(dāng)柵射電壓UCE為正且大于開(kāi)啟電壓UCE(th)時(shí),MOSFET內(nèi)形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進(jìn)而使IGBT導(dǎo)通,此時(shí),從P+區(qū)注入N-的空穴。

    在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)越的應(yīng)用,在較高頻率的大、率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知,若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓,則MOSFET導(dǎo)通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V,則MOS截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件,在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓,只有在uA級(jí)的漏電流流過(guò),基本上不消耗功率。1、IGBT模塊的選擇IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系見(jiàn)下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí),所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí),開(kāi)關(guān)損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,因此,選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開(kāi)關(guān)時(shí),由于開(kāi)關(guān)損耗增大,發(fā)熱加劇,選用時(shí)應(yīng)該降等使用。2、使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu),IGBT的柵極通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達(dá)到20~30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見(jiàn)原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn):在使用模塊時(shí)。 IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性。

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    圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),N+區(qū)稱(chēng)為源區(qū),附于其上的電極稱(chēng)為源極。N+區(qū)稱(chēng)為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū),附于其上的電極稱(chēng)為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)(包括P+和P一區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱(chēng)為亞溝道區(qū)(Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱(chēng)為漏注入?yún)^(qū)(Draininjector),它是IGBT特有的功能區(qū),與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,起發(fā)射極的作用,向漏極注入空穴,進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱(chēng)為漏極。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。反之,加反向門(mén)極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡(jiǎn)單地說(shuō):整流器是把單相或三相正弦交流電流通過(guò)整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流。其實(shí)現(xiàn)條件主要是依靠整流管。 IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。廣東進(jìn)口SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊哪家好

這些IGBT是汽車(chē)級(jí)別的,屬于特種模塊,價(jià)格偏貴。四川哪里有SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊銷(xiāo)售廠家

    具有門(mén)極輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、電流關(guān)斷能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān)速度快、開(kāi)關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)。隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來(lái)越快,MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點(diǎn)的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻,人們?cè)?jīng)嘗試通過(guò)提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻,但襯底摻雜的提高會(huì)降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進(jìn)辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個(gè)雙極型BJT結(jié)構(gòu),就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點(diǎn),還可以通過(guò)BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應(yīng)對(duì)n漂移區(qū)的電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制,從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率,提高器件的電流能力。經(jīng)過(guò)后續(xù)不斷的改進(jìn),目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍,應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車(chē)、新能源發(fā)電到軌道交通、國(guó)家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域??傮w來(lái)說(shuō),BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當(dāng)然更準(zhǔn)確來(lái)說(shuō),這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),但并非是完全替代的關(guān)系,三者在功率器件市場(chǎng)都各有所長(zhǎng),應(yīng)用領(lǐng)域也不完全重合。因此,在時(shí)間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。 四川哪里有SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊銷(xiāo)售廠家