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阿牛哥的专栏

    阿牛哥看到电动汽车,高铁,风力发电等设备上高端 IGBT应用很广,技术瓶颈高,厂商比较少。一般的电焊机 变频器还有电磁炉加湿器等小家电上也广泛应用IGBT,厂商比较多。

    先从网上摘录一些  IGBT的工作原理和工作特性。

    IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。

    当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

    IGBT 的工作特性包括静态和动态两类:

    1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

    IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

    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。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。

    IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压 Ugs(th) 时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。

    IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示

  Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh(2-14)

  式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7 ~ IV ;

  Udr ——扩展电阻 Rdr 上的压降;

  Roh ——沟道电阻。

  通态电流 Ids 可用下式表示:

  Ids=(1+Bpnp)Imos         (2 - 15 )

  式中 Imos ——流过 MOSFET 的电流。

    由于N+区存在电导调制效应,所以IGBT的通态压降小,耐压1000V的IGBT通态压降为2 ~ 3V IGBT 处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。

    2.动态特性IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET来运行的,只是在漏源电压Uds下降过程后期,PNP晶体    管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间,tri为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton即为td(on)tri之和。漏源电压的下降时间由tfe1和tfe2组成,如图2-58所示 

    IGBT在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。因为MOSFET关断后,PNP晶体管的存储电荷难以迅速消除,造成漏极电流较长的尾部时间,td(off)为关断延迟时间,trv为电压Uds(f)的上升时间。实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间  Tf由图2 - 59中的t(f1)和t(f2)两段组成,而漏极电流的关断时间t(off)=td(off)+trv 十 t(f) ( 2 - 16 )式中,td(off)与trv之和又称为存储时间     

    阿牛哥一直关注北京举办的新能源展会和高铁电动汽车展,看到很多上游芯片供应商和授权代理商。其中高铁,电动汽车和风力发电设备IGBT还是日系东芝三菱 欧系英飞凌 的天下。电焊机,变频器等产品上日系富士美系飞兆有应用。小家电产品上的IGBT 很多日系和美系公司都有在做。 一些国际巨头授权代理商收购对象也很关注新能源行业,收购一些专业欧系IGBT的代理商。一些欧系IGBT厂商也是布局在电动汽车和风力发电行业。

    目前国内新能源行业这样热,国内有哪些  GBT及其集成控制器厂商?主要布局在哪些区域?整个新能源行业产业链里国产能占多大份额?


 

  • 阅读(40929)  |   评论(14)  |   推荐(96)
网友评论
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  • 匿名看不懂
  • 2011/9/26 10:20:53回复
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  • candy99一二三四五,评论评的好辛苦。。。
  • 2011/9/23 11:13:51回复
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  • candy99深圳还号称电子之都,咋一些高端展会都去北京展了?
  • 2011/9/23 11:13:27回复
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  • candy99博主最后的提问,谁会答呢
  • 2011/9/23 11:08:38回复
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  • candy99很庆幸,当年没有学理科。。。
  • 2011/9/23 11:07:56回复
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  • candy99真的看不懂。。。
  • 2011/9/23 11:07:02回复
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  • 匿名好像在学习物理
  • 2011/9/23 10:01:05回复
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  • 匿名复杂看不懂
  • 2011/9/23 9:27:15回复
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  • qq看得我晕了,好复杂
  • 2011/9/22 10:06:54回复
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  • 匿名像物理的感觉
  • 2011/9/19 14:42:23回复
  • 发表评论(已有14条评论)
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