干貨分享|IGBT的工作原理、作用和功能有哪些

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一種高性能、高速度的功率半導(dǎo)體器件，是MOSFET和普通雙極晶體管的集成體。IGBT融合了MOSFET的驅(qū)動(dòng)特性和雙極晶體管的低導(dǎo)通壓降等優(yōu)點(diǎn)，具有高效、低損耗和大電流承載能力等特點(diǎn)。IGBT廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備中，如變頻器、交流調(diào)速電機(jī)、UPS電源等。

1. IGBT的工作原理

IGBT的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但其工作原理卻比較簡(jiǎn)單。IGBT由PNP型雙極晶體管和N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET組成，并在兩者之間加入了隔離層，以實(shí)現(xiàn)雙極晶體管和MOSFET的有機(jī)結(jié)合。IGBT的主要工作原理如下：

• 當(dāng)IGBT的柵極施加正向電壓時(shí)，會(huì)形成一個(gè)N型導(dǎo)通區(qū)，從而允許集電極和發(fā)射極之間的電流通過(guò)。
• 反之，當(dāng)柵極施加反向電壓時(shí)，則不允許電流通過(guò)。
• 在IGBT的工作過(guò)程中，當(dāng)控制信號(hào)施加到柵極時(shí)，將會(huì)引起PNP晶體管的導(dǎo)通。在這種情況下，集電極和發(fā)射極之間的電流可通過(guò)，在控制信號(hào)撤回后，IGBT會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)不會(huì)通過(guò)任何電流。

2. IGBT的作用和功能

IGBT擁有多種特性，其主要作用和功能如下：

(1) 控制電流

IGBT具有單向?qū)ㄌ匦?，?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/520345.html">控制電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)IGBT的柵極施加正向電壓時(shí)，允許電流通過(guò)；反之，則不允許電流通過(guò)。這使得IGBT可以很好地控制電流大小和方向。

(2) 降低功率損耗

由于IGBT的導(dǎo)通電阻比雙極晶體管低，開(kāi)關(guān)速度又比MOSFET快，因此，IGBT具有較低的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗。這使得IGBT成為高效、低損耗的功率半導(dǎo)體器件。

(3) 承載大電流

IGBT的承載電流能力較強(qiáng)，可達(dá)300A以上。同時(shí)，IGBT具有良好的熱穩(wěn)定性和抗擊穿能力，可以在高溫和高電壓環(huán)境下工作，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

(4) 廣泛應(yīng)用

IGBT廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備中，如變頻器、交流調(diào)速電機(jī)、UPS電源等。其穩(wěn)定性和高效性的特點(diǎn)被廣泛認(rèn)可，并得到了市場(chǎng)的追捧。

IGBT是一種重要的功率半導(dǎo)體器件，具有控制電流、降低功率損耗、承載大電流等多種特點(diǎn)。其廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備中，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。

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