igbt模块的静态工作特性

2022-05-10


igbt模块的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

igbt模块的伏安特性指的是以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止模式下的igbt模块,正方向电压由J2结承担,反方向电压由J1结承担。倘若无N+缓冲区,则正反方向阻断电压可以达到同样的水平,进入N+缓冲区后,反方向断开电压只可以达到几十伏水平,所以限制了igbt模块的某一些使用范围。

igbt模块的转移特性指的是输出漏极电流Id与栅源电压Ugs间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性一样,当栅源电压低于开启电压Ugs(th)时,igbt模块处在断开模式。在igbt模块导通后的大多数漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值通常取为15V左右。

igbt模块的开关特性指的是漏极电流与漏源电压间的关系。igbt模块处在导通态时,因为它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效线路为达林顿构造,但流经MOSFET的电流变成igbt模块总电流的主要部分。这时,通态电压Uds(on)可以用下式表明:

Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh

式中Uj1——JI结的正方向电压,其值为0.7~1V;Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。

通态电流Ids可以用下式表明:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos——流经MOSFET的电流。

因为N+区存在电导调制效应,所以igbt模块的通态压降小,耐压1000V的igbt模块通态压降为2~3V。igbt模块处在断态时,仅有很小的泄漏电流存在。

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