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  • IGBT主要參數-IGBT的測試方法與與mosfet的對比分析
    • 發布時間:2020-05-16 17:02:12
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    IGBT主要參數-IGBT的測試方法與與mosfet的對比分析
    IGBT絕緣柵雙極型晶體管模塊是場效應晶體管(MOSFET)和電力晶體管(GTR)相結合的產物。它具有輸入阻抗高、驅動功率小、開關損耗低、溫度特性好以及開關頻率高等特點。它比GTR(或BJT)更為新穎。IGBT模塊的擊穿電壓已達到1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A,最高工作頻率可達30~40kHz,以IGBT為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10kHz以上,故電動機的電流波形比較平滑,電磁噪聲很小。缺點是斷態時的擊穿電壓較低(最大約3.3kV),功耗較大,電路較復雜。
    IGBT測試方法
    IGBT是通過柵極驅動電壓來控制的開關晶體管,廣泛用于變頻器中作為直流逆變成交流的電力電子元件。IGBT管的結構和工作原理與場效應晶體管(通常稱為MOSFET管)相似。IGBT管的符號如圖2所示。G為柵極,C為集電極,E為發射極。
    IGBT IGBT驅動
    萬用表測試IGBT管的方法如下:
    (1)確定三個電極假定管子是好的,先確定柵極G。將萬用表打到R×10kΩ擋,若測量到某一極與其他兩極電阻值為無窮大,而調換表筆后測得該極與其他兩極電阻值為無窮大,則可判斷此極為柵極(G)。再測量其余兩極。若測得電阻值為無窮大,而調換表筆后測得電阻值較小,此時紅表筆(實為負極)接的為集電極(C),黑表筆(實為正極)接的為發射極(E)。
    (2)確定管子的好壞將萬用表打到R×10kΩ擋,用黑表筆接C極,紅表筆接E極,此時萬用表的指針在零位,用手指同時觸及一下G極和C極,萬用表的指針擺向電阻值較小的方向(IGBT被觸發導通),并指示在某一位置再用手指同時觸及G極和E極,萬用表的指針回零(IGBT被阻斷),即可判斷IGBT是好的。
    如果不符合上述現象,則可判斷IGBT是壞的。用此立法也可測試功率場效應晶體管(P-MOSFET)的好壞。
    IGBT的主要參數
    (1)集電極-發射極額定電壓UCES是IGBT在截止狀態下集電極與發射極之間能夠承受的最大電壓,一般UCES小于或等于器件的雪崩擊穿電壓。
    (2)柵極-發射極額定電壓UGE是IGBT柵極與發射極之間允許施加的最大電壓,通常為20V。柵極的電壓信號控制IGBT的導通和關斷,其電壓不可超過UGE。
    (3)集電極額定電流IC是IGBT在飽和導通狀態下,允許持續通過的最大電流。
    (4)集電極-發射極飽和電壓UCE是IGBT在飽和導通狀態下,集電極與發射極之間的電壓降。該值越小,則管子的功率損耗越小。
    (5)開關頻率在IGBT的使用說明書中,開關頻率是以開通時間tON、下降時間t1和關斷時間tOFF給出的,根據這些參數可估算出IGBT的開關頻率,一般可達30~40kHz。在變頻器中,實際使用的載波頻率大多在15kHz以下。
    IGBT與mosfet的對比
    輸出特性與轉移特性:
    IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變量時,集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關系曲線。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似,也可分為飽和區I、放大區II和擊穿區III三部分。IGBT作為開關器件穩態時主要工作在飽和導通區。IGBT的轉移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關系曲線。它與MOSFET的轉移特性相同,當柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)時,IGBT處于關斷狀態。在IGBT導通后的大部分集電極電流范圍內,IC與VGE呈線性關系。
    IGBT與MOSFET的對比:
    MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。
    主要優點:熱穩定性好、安全工作區大。
    缺點:擊穿電壓低,工作電流小。
    IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物。它的三個極分別是集電極(C)、發射極(E)和柵極(G)。
    特點:擊穿電壓可達1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達250kVA以上,工作頻率可達20kHz。
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