IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。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。IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱(chēng)“黑模塊”):這類(lèi)模塊的封裝顏色是黑色的，屬于大功率模塊。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)
很難裝入PEARSON探頭，更多的采用Rogowski-coil。需要注意的是Rogowski-coil的延時(shí)會(huì)比較大，而且當(dāng)電流變化率超過(guò)3600A/μs時(shí)，Rogowski-coil會(huì)有比較明顯的誤差。關(guān)于測(cè)試探頭和延時(shí)匹配也可同儀器廠(chǎng)家確認(rèn)。圖3-1IGBT關(guān)斷過(guò)程DUT：FF600R12ME4;CH2（綠色）-VGE，CH3（藍(lán)色）-ce，CH4（紅色）-Ic圖3-2IGBT開(kāi)通過(guò)程首先固定電壓和溫度，在不同的電流下測(cè)試IGBT的開(kāi)關(guān)損耗，可以得出損耗隨電流變化的曲線(xiàn)，并且對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，可以得到損耗的表達(dá)式。該系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓小為540V，高為700V。而系統(tǒng)的IGBT的結(jié)溫的設(shè)計(jì)在125℃和150℃之間。分別在540V和700V母線(xiàn)電壓，及125℃和150℃結(jié)溫下重復(fù)上述測(cè)試，可以得到一系列曲線(xiàn)，如圖4所示。圖4：在不同的電流輸入條件下，以電壓和溫度為給定條件的IGBT的開(kāi)關(guān)損耗曲線(xiàn)依據(jù)圖4給出的損耗測(cè)試曲線(xiàn)，可以依據(jù)線(xiàn)性等效的方法得到IGBT的開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗在電流，電壓，結(jié)溫下的推導(dǎo)公式。同理也可以得到Diode在給定系統(tǒng)的電壓，電流，結(jié)溫設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的反向恢復(fù)損耗的推導(dǎo)公式：圖5：在不同的電流輸入條件下。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)三項(xiàng)整流橋+6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FP開(kāi)頭。
晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多，如：可關(guān)斷晶閘管GTO，逆導(dǎo)晶閘管，雙向晶閘管，整流模塊，功率模塊IGBT，SIT，MOSFET等等，這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅，通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件，由于它效率高，控制特性好，壽命長(zhǎng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)，自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái)，獲得了迅猛發(fā)展，并已形成了一門(mén)的學(xué)科?！熬чl管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到，在工藝上已經(jīng)非常成熟，品質(zhì)更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A，國(guó)外更大。我國(guó)的韶山電力機(jī)車(chē)上裝載的都是我國(guó)自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用：一、可控整流如同二極管整流一樣，可以把交流整流為直流，并且在交流電壓不變的情況下，方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流，實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波，出現(xiàn)了一種過(guò)零觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電：將三相高壓交流整流為高壓直流，由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。
對(duì)于IGBT模塊我們還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。逆變器IGBT模塊檢測(cè):將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔,測(cè)試IGBT模塊c1e1、c2e2之間以及柵極G與e1、e2之間正反向二極管特性,來(lái)判斷IGBT模塊是否完好。以六相模塊為例。將負(fù)載側(cè)U、V、W相的導(dǎo)線(xiàn)拆除,使用二極管測(cè)試檔，紅表筆接P(集電極c1)，黑表筆依次測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為；將表筆反過(guò)來(lái)，黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N（發(fā)射極e2），黑表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接P，紅表筆測(cè)U、V、W，萬(wàn)用表顯示數(shù)值為。各相之間的正反向特性應(yīng)相同，若出現(xiàn)差別說(shuō)明IGBT模塊性能變差，應(yīng)予更換。IGBT模塊損壞時(shí),只有擊穿短路情況出現(xiàn)。紅、黑兩表筆分別測(cè)柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性,萬(wàn)用表兩次所測(cè)的數(shù)值都為，這時(shí)可判定IGBT模塊門(mén)極正常。如果有數(shù)值顯示,則門(mén)極性能變差，此模塊應(yīng)更換。當(dāng)正反向測(cè)試結(jié)果為零時(shí),說(shuō)明所檢測(cè)的一相門(mén)極已被擊穿短路。門(mén)極損壞時(shí)電路板保護(hù)門(mén)極的穩(wěn)壓管也將擊穿損壞。2、你還可以利用參數(shù)P372選擇模擬運(yùn)行功能，來(lái)檢查是否功率器件被損壞，或者觸發(fā)脈沖的邏輯關(guān)系是否正確。6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FS開(kāi)頭。
IGBT模塊的結(jié)溫控制對(duì)于延長(zhǎng)模塊的壽命具有重要意義。4.溫度對(duì)模塊的安全性的影響IGBT模塊的結(jié)溫升高會(huì)導(dǎo)致模塊的安全性下降。當(dāng)結(jié)溫超過(guò)一定溫度時(shí)，模塊內(nèi)部元器件會(huì)出現(xiàn)失效現(xiàn)象，從而導(dǎo)致模塊的短路或開(kāi)路，總之，IGBT模塊結(jié)溫的變化對(duì)模塊的電性能、可靠性、壽命和安全性等多個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)IGBT模塊的結(jié)溫進(jìn)行控制，以保證模塊的正常工作和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。對(duì)設(shè)備和人員的安全造成威脅。IGBT的額定電壓要求高于直流母線(xiàn)電壓的兩倍Infineon也有大功率的3300V，4500V，6500V的IGBT可供選擇，一般用于機(jī)車(chē)牽引和電力系統(tǒng)中。內(nèi)蒙古功率半導(dǎo)體IGBT模塊品質(zhì)優(yōu)異
Easy封裝(俗稱(chēng)“方盒子”):這類(lèi)封裝是低成本小功率的封裝形式:工作電流從10A~35A。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管），是由BJT(雙極結(jié)型晶體三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其具有自關(guān)斷的特征。簡(jiǎn)單講，是一個(gè)非通即斷的開(kāi)關(guān)，IGBT沒(méi)有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線(xiàn)，斷開(kāi)時(shí)當(dāng)做開(kāi)路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，如驅(qū)動(dòng)功率小和飽和壓降低等。IGBT模塊是由IGBT與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品，具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)钠骷?，是電力電子裝置的“CPU”。采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是解決能源短缺問(wèn)題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。IGBT是以GTR為主導(dǎo)元件，MOSFET為驅(qū)動(dòng)元件的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。其外部有三個(gè)電極，分別為G-柵極，C-集電極，E-發(fā)射極。在IGBT使用過(guò)程中，可以通過(guò)控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。1）當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)溝道消失，IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。2）當(dāng)集-射極電壓UCE＜0時(shí)，J3的PN結(jié)處于反偏，IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。3）當(dāng)集-射極電壓UCE＞0時(shí)。貴州Infineon英飛凌FF200R12KT4IGBT模塊國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)