IGBT特性与驱动.DOC

实验编号 实 验 指 导 书 实验项目： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性与驱动 所属课程: 电力电子技术基础 课程代码: EE303 面向专业: 电气工程 学院(系): 电气工程系 实 验 室: 电气工程与自动化 代号: 03010 2010年 5月 5日 实验目的： 1．熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。 2．掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。 实验内容： 1．IGBT主要参数测试。 2．EXB840性能测试。 3．IGBT开关特性测试。 4．过流保护性能测试。 实验主要仪器设备： 1．MCL-07电力电子实验箱中的IGBT与PWM波形发生器部分。 2．双踪示波器。 3．毫安表 4．电压表 5．电流表 6．MCL系列教学实验台主控制屏 实验示意图： 实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式： 绝缘栅极双极型晶体管是双极型电力晶体管和MOSFET的复合。IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写。电力晶体管饱和压降低，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。 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到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。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，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。?? IGBT的转移特性是指输出漏极电流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导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极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值极低。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。μs ，toff=1.5μs （2）保护输出部分光耦延时时间测试 .延时时间 t=11.6μs （3）过流慢速关断时间测试 慢速关断时间 t=16.5μs （4）关断时的负栅压测试 关断时的负栅压值 U=-4.0V （5）过流阀值电压测试 . 过流保护阀值电压值 U=8.2V 3．开关特性测试 （1）电阻负载时开关特性测试 记录开通延迟时间 t= 1.5μs （2）电阻，电感负载时开关特性测试 记录开通延迟时间 t= 1.1μs 七、实验结果的计算及曲线： 输入输出延时时间，“1”与“13”及EXB840输出“12”与“13”之间波形 保护输出部分光耦延时时间测试，“8”与“13”及“4”与“13” 之间波形 过流慢速关断时间，“1”与“13”及“12”与“13”之间波形 关断时的负栅压，“12”与“17”之间波形 电阻负载时开关特性（R5＝3kΩ），“18”与“15”及“14”与“15”的波形 电阻负载时开关特性(R4=27Ω)，“18”与“15”及“14”与“15”的波形 电阻，电感负载时开关特性（R5＝3kΩ），“18”与“15”及“16”与“15”的波形 电阻，电感负载时开关特性(R4=27Ω)，“18”与“15”及“16”与“15”的波形 电阻负载，有缓冲电路时,“14”与“17”及“18”与“17”之间波形 电阻负载，没有缓冲电路时,“14”与“17”及“18”与“17”之间波形 电阻-电感负载，有缓冲电路时,“14”与“17”及“18”与“17”之间波形 电阻-电感负载，没有缓冲电路时“14”与“17”及“18”与“17”之间波形 对实验结果实验中某些现象的分析讨论： 试对由EXB840构成的驱动电路的优