在使用IGBT模塊時,盡量不要用手觸摸驅動端子部分,當要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后,再觸摸; 在用導電材料連接模塊驅動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊; 盡量在底板良好接地的情況下操作。 在應用中有時雖然了柵驅動電壓沒有超過柵大額定電壓,但柵連線的寄生電感和柵與集電間的電容耦合,也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此,通常采用雙絞線來傳送驅動信號,以減少寄生電感。在柵連線中串聯小電阻也可以抑制振蕩電壓。
此外,在柵—發射間開路時,若在集電與發射間加上電壓,則隨著集電電位的變化,由于集電有漏電流流過,柵電位升高,集電則有電流流過。這時,如果集電與發射間存在高電壓,則有可能使IGBT發熱及至損壞。
在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態和擰緊程度。為了減少接觸熱阻,好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇,當散熱風扇損壞中散熱片散熱不良時將導致IGBT模塊發熱,而發生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查,一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器,當溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。
IGBT模塊由于具有多種優良的特性,使它得到了快速的發展和普及,已應用到電力電子的各方各面。因此熟悉IGBT模塊性能,了解選擇及使用時的注意事項對實際中的應用是十分必要的。
隨著國內IGBT企業斯達半導的上市,并擠進IGBT模塊供應商0,國產替代技術已經達到門檻。功率半導體是半導體行業的細分領域,雖不像集成電路一樣被大眾熟知,但其重要性不可忽視。1990-2010年,這20年時間內,IGBT節能效果為客戶累計節省了約18萬億美元,減少了約100萬億磅的二氧化碳排放。IGBT作為電子電力裝置和系統中的“CPU”,節能減排的主力軍,有著強大的生命力,我們現在還離不開IGBT!
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品;封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上;
靜態特性
三菱制大功率IGBT模塊
三菱制大功率IGBT模塊
IGBT 的靜態特性主要有伏安特性、轉移特性。
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時,漏極電流與柵極電壓之間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它與GTR 的輸出特性相似.也可分為飽和區1 、放大區2 和擊穿特性3 部分。在截止狀態下的IGBT ,正向電壓由J2 結承擔,反向電壓由J1結承擔。如果無N+緩沖區,則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平,加入N+緩沖區后,反向關斷電壓只能達到幾十伏水平,因此限制了IGBT 的某些應用范圍。
IGBT 的轉移特性是指輸出漏極電流Id 與柵源電壓Ugs 之間的關系曲線。它與MOSFET 的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th) 時,IGBT 處于關斷狀態。在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內, Id 與Ugs呈線性關系。高柵源電壓受大漏極電流限制,其佳值一般取為15V左右。