IGBT-IGBT主要參數(shù)-IGBT的測試方法及與mosfet的對比分析

IGBT絕緣柵雙極型晶體管模塊是場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和電力晶體管（GTR）相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、開關(guān)損耗低、溫度特性好以及開關(guān)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(dá)到1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A，最高工作頻率可達(dá)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(tài)時的擊穿電壓較低（最大約3.3kV），功耗較大，電路較復(fù)雜。

IGBT測試方法

IGBT是通過柵極驅(qū)動電壓來控制的開關(guān)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(jié)構(gòu)和工作原理與場效應(yīng)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(fā)射極。

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(diào)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(diào)換表筆后測得電阻值較小，此時紅表筆（實為負(fù)極）接的為集電極（C），黑表筆（實為正極）接的為發(fā)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(fā)導(dǎo)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(xiàn)象，則可判斷IGBT是壞的。用此立法也可測試功率場效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的好壞。

IGBT的主要參數(shù)

（1）集電極-發(fā)射極額定電壓UCES是IGBT在截止?fàn)顟B(tài)下集電極與發(fā)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(fā)射極額定電壓UGE是IGBT柵極與發(fā)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(dǎo)通和關(guān)斷，其電壓不可超過UGE。

（3）集電極額定電流IC是IGBT在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下，允許持續(xù)通過的最大電流。

（4）集電極-發(fā)射極飽和電壓UCE是IGBT在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下，集電極與發(fā)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(guān)頻率在IGBT的使用說明書中，開關(guān)頻率是以開通時間tON、下降時間t1和關(guān)斷時間tOFF給出的，根據(jù)這些參數(shù)可估算出IGBT的開關(guān)頻率，一般可達(dá)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(zhuǎn)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(guān)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(qū)I、放大區(qū)II和擊穿區(qū)III三部分。IGBT作為開關(guān)器件穩(wěn)態(tài)時主要工作在飽和導(dǎo)通區(qū)。IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE(th)時，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分集電極電流范圍內(nèi)，IC與VGE呈線性關(guān)系。

IGBT與MOSFET的對比：

MOSFET全稱功率場效應(yīng)晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。

主要優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)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(jié)合的產(chǎn)物。它的三個極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。

特點：擊穿電壓可達(dá)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(dá)250kVA以上，工作頻率可達(dá)20kHz。

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