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(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP 晶體管提供基極電流,使IGBT 導(dǎo)通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT 關(guān)斷。IGBT 的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET 基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET ,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET 的溝道形成后,從P+ 基極注入到N 一層的空穴(少子),對(duì)N 一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N 一層的電阻,使IGBT 在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。
采用光耦合器及CMOS 驅(qū)動(dòng)IGBT,該電路自身帶過流保護(hù)功能,光耦合器將脈沖控制電路與驅(qū)動(dòng)電路隔離,4011 的四個(gè)與非門并聯(lián)工作提高了驅(qū)動(dòng)能力,互補(bǔ)晶體管V1、V2 降低驅(qū)動(dòng)電路阻抗,通過R1、C1 與R2、C2 獲得不同的正、反向驅(qū)動(dòng)電壓,以滿足各種IGBT 對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電壓的要求。該電路由于受光耦合器傳輸速度的影響,其工作頻率不能太高,同時(shí)受4011 型CMOS電路工作電壓的限制,使+VGE 和-VGE 的幅值相互牽制,并受到限制。
IGBT導(dǎo)通后的管壓降與所加?xùn)旁措妷河嘘P(guān),在漏源電流一定的情況下,VGE越高,VDS值就越低,器件的導(dǎo)通損耗就越小,這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允許超過20 V,原因是一旦發(fā)生過流或短路,柵壓越高,則電流幅值越高,IGBT損壞的可能性就越大。通常,綜合考慮取+15 V為宜。