IGBT模塊的適用功率小至幾百瓦,高至數(shù)兆瓦。這些產(chǎn)品可用于通用驅(qū)動器、牽引、伺服裝置和可再生能源發(fā)電(如光伏逆變器或風電應用)等應用,具有高可靠性、出色性能、率和使用壽命長的優(yōu)勢。IGBT模塊采用預涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應用實現(xiàn)一致性的散熱性能。
GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關(guān)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(yōu)點,驅(qū)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(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
IGBT是一種適合高電壓、大電流應用的理想晶體管。IGBT的額定電壓范圍為400V至2000V,額定電流范圍為5A至1000A,IGBT廣泛用于工業(yè)應用(例如,逆變器系統(tǒng)和不間斷電源(UPS))、消費類應用(例如,空調(diào)和電磁爐),以及車載應用(例如,電動汽車(EV)電機控制器)。
在IGBT使用過程中,可以通過控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實現(xiàn)對IGBT導通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。
1)當IGBT柵-射極加上加0或負電壓時,MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。
2)當集-射極電壓UCE<0時,J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。
3)當集-射極電壓UCE>0時,分兩種情況:
若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。
若柵-射極電壓UGE>Uth ,柵極溝道形成,IGBT呈導通狀態(tài)(正常工作)。此時,空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進行電導調(diào)制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。