55 绝缘门极双极晶体管（igbt).ppt

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2017-08-16 发布于天津
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绝缘门极双极晶体管绝缘栅双极晶体管是一种具有输入双极输出功能的双极的复合型半导体器件既有的输入阻抗高控制功率小驱动电路简单开关速度高的优点又具有双极功率晶体管的电流密度大饱和压降低电流处理能力强的优点的基本结构的工作原理与基本特性的阻断特性的通态特性的开关特性的基本结构对称结构非对称结构对称结构的纵向杂质分布非对称结构的纵向杂质分布的基本结构的工作原理与基本特性正向阻断区反向阻断区导通区饱和区对称结构正向阻断能力当时结反偏门极与阴极短路结的耗尽层的扩展主要在基区其击穿电压由基极开路晶体管确定的阻

* 5.6绝缘门极双极晶体管（IGBT) IGBT(Insulate Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极晶体管是一种具有MOS输入、双极输出功能的MOS、双极的复合型半导体器件。既有MOSFET的输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度高的优点,又具有双极功率晶体管的电流密度大、饱和压降低、电流处理能力强的优点。 1、IGBT的基本结构 2、IGBT的工作原理与基本特性 3、IGBT的阻断特性 4、IGBT的通态特性 5、IGBT的开关特性 1、IGBT的基本结构对称结构非对称结构对称结构的纵向杂质分布非对称结构的纵向杂质分布 1、IGBT的基本结构 2、IGBT的工作原理与基本特性 ※正向阻断区 ※反向阻断区 ※导通区 ※饱和区 1）对称结构正向阻断能力当VAK＞0时，J2结反偏，门极与阴极短路，J2结的耗尽层的扩展主要在N基区。其击穿电压由基极开路晶体管（P+-N-P）确定。 3、IGBT的阻断特性通过合理设计N基区的掺杂浓度、厚度可以获得所希望的转折电压。设计思路与晶闸管阻断电压的设计思路相同。在一定的转折电压下，当N基区的少子寿命一定时，有很多组ND与WN的组合能满足要求，但只有一组的N基区宽度最小，即所谓优化设计。当VAK＜0时，IGBT的反向阻断能力由J1结承担。J1结的耗尽层的扩展主要在N基区。其击穿电压由基极开路晶体管（P+-N-P）确定。 2）对称结构的反向阻断能力 3）非对称结构的正向阻断能力 4）非对称结构的反向阻断能力 4）正向导通特性当门极电压远远大于阈值电压时，IGBT中的MOSFET工作于线性区，电子经沟道流入N漂移区，促使P+发射区向N基区注入空穴。N基区具有大注入下的电导调制效应。IGBT在导通区具有传导电流能力强，通态压降小的特性。如果门极电压较小，稍大于阈值电压，那么MOSFET进入饱和区工作状态，IGBT的集电极电流也随之饱和，如图所示，此时IGBT的特性就是由MOSFET提供基极电流的PNP晶体管的特性。 ★P-I-N整流管/MOSFET模型 ★P-I-N整流管/MOSFET模型 *