igbt是繼mosfet和bjt之后的另一種新型半導(dǎo)體功率器件，屬于雙極性晶體管型（bipolar junction transistor），也可看作mosfet與bjt的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。igbt具有高電壓、大電流、低導(dǎo)通壓降、高開關(guān)速度等優(yōu)點(diǎn)，在高壓電力、電機(jī)控制器、逆變器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
igbt的結(jié)構(gòu)及工作原理
igbt由n型輸運(yùn)層、p型障壁層、n型電子控制層和p型基區(qū)組成。與mos管一樣，igbt的輸運(yùn)層和電子控制層之間有一個(gè)絕緣的氧化物層隔開。當(dāng)vge被施加到其閾值以上時(shí)，它將產(chǎn)生一個(gè)電場，將p型控制區(qū)的電子注入n型輸運(yùn)區(qū)，形成一對空穴-電子pn結(jié)，進(jìn)而從vce提供的電源中提取電流形成導(dǎo)通。當(dāng)vge波形變化時(shí)，igbt可以在微秒級別內(nèi)完成開關(guān)，實(shí)現(xiàn)快速的pwm調(diào)制。
igbt與其他半導(dǎo)體元件的比較
相比于其他半導(dǎo)體元件，igbt具有許多優(yōu)點(diǎn)：
電壓級別高：igbt的電壓等級可以達(dá)到6.5kv以上，遠(yuǎn)高于mos管和bjt器件。
大電流開關(guān)能力：igbt具有很高的電流開關(guān)能力，能耐受數(shù)百安的電流。
導(dǎo)通壓低：igbt的導(dǎo)通壓很低，比mos管低得多，這是其應(yīng)用于大電流功率電子設(shè)備的關(guān)鍵因素之一。
高開關(guān)速度：與bjt、mosfet器件相比，igbt的開關(guān)速度更快。
igbt的應(yīng)用
igbt可應(yīng)用于交流變流器、電機(jī)變速器、可逆變電源、ups電源等領(lǐng)域，半導(dǎo)體制造企業(yè)還可以把igbt加入到模塊中，以方便設(shè)計(jì)和使用。由于其高壓電流能力和多種保護(hù)功能，igbt在各種編碼器、解碼器、dsp、處理器和其他類似電路中被廣泛使用。以下是igbt在一些具體應(yīng)用中的案例。
可逆變電源：igbt可以用于可逆變電源，如地面或航空照明和船舶電源等。
物流電器：igbt可以用于交通信號燈，電動機(jī)和其他類型的物流電器中。
激光設(shè)備：igbt可以用于激光設(shè)備，如打印機(jī)、制造機(jī)器和其他高精度設(shè)備。
電焊設(shè)備：igbt具有很高的開關(guān)速度和大電流開關(guān)能力，可以用于高頻電子瞬間點(diǎn)焊。
太陽能逆變器：太陽能逆變器使用igbt，將太陽能電池板輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，以供加熱器和其他終端使用。
綜上所述，igbt作為一種新型的半導(dǎo)體功率器件，具有許多優(yōu)點(diǎn)。它可以應(yīng)用于傳統(tǒng)電力控制電路、新能源設(shè)備和一系列的電子產(chǎn)品中，如電機(jī)、逆變器、電源管理器，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。