供应原装英飞凌IGBT单管IKW75N60T

原理定义：
    IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，*缘栅双*型晶体管，是由BJT(双*型三*管)和MOS(*缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻*和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。*适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

    图所示为一个N 沟道增强型*缘栅双*晶体管结构， N 区称为源区，附于其上的电*称为源*。N 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电*称为栅*。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（ Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT *的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双*晶体管，起发射*的作用，向漏*注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电*称为漏*。

 　　IGBT 的开关作用是通过加正向栅*电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基*电流，使IGBT 导通。反之，加反向门*电压消除沟道，切断基*电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，*控制输入*N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻*特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P 基*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。

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*电流与栅*电压之间的关系曲线。输出漏*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*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*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*电流范围内， Id 与Ugs呈线性关系。*高栅源电压受*大漏*电流限制，其*佳值一般取为15V左右。
　　IGBT 的开关特性是指漏*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*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
　　式中Uj1 —— JI 结的正向电压，其值为0.7 ～1V ；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
　　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。
 
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*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。
　　IGBT的触发和关断要求给其栅*和基*之间加上正向电压和负向电压，栅*电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时，*须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅*电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅*- 发射*阻*大，故可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。
　　IGBT在关断过程中，漏*电流的波形变为两段。因为MOSFET关断后，PNP晶体管的存储电荷**消除，造成漏*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*电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成，而漏*电流的关断时间
　　t(off)=td(off) trv十t(f)
　　式中，td(off)与trv之和又称为存储时间。
　　IGBT的开关速度低于MOSFET，但明显高于GTR。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间，但关断时间随栅*和发射*并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约3～4V，和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和GTR接近，饱和压降随栅*电压的增加而降低。
　　正式商用的IGBT器件的电压和电流容量还很有限，远远不能满足电力电子应用技术发展的需求；高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级*10KV以上，目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原则研制出了8KV的IGBT器件，德国的EUPEC生产的6500V/600A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用，日本东芝也已涉足该领域。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、*、低饱和压降、高*性、*技术，主要采用1ｕm以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。