在了解IGBT这个器件的优缺点之前,首先我们需要先了解其工作原理,IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备 用垂直功率MOSFET的自然进化。IGBT有N沟道型和P沟道型两种,主流的N沟道IGBT的电路图符号及其等效电路如下:
所以整个过程就很简单了:
当栅极G为高电平时,NMOS导通,所以PNP的CE也导通,电流从CE流过。
当栅极G为低电平时,NMOS截止,所以PNP的CE截止,没有电流流过。
IGBT与MOSFET不同,内部没有寄生的反向二极管,因此在实际使用中(感性负载)需要搭配适当的快恢复二极管。
IGBT的优点如下:
1、具有更高的电压和电流处理能力。
2、极高的输入阻抗。
3、可以使用非常低的电压切换非常高的电流。4、电压控制装置,即它没有输入电流和低输入损耗。
5、栅极驱动电路简单且便宜,降低了栅极驱动的要求
6、通过施加正电压可以很容易地打开它,通过施加零电压或稍微负电压可以很容易地关闭它。
7、具有非常低的导通电阻。
8、具有高电流密度,使其能够具有更小的芯片尺寸。
9、具有比 BJT 和 MOS 管更高的功率增益。
10、具有比 BJT 更高的开关速度。
11、可以使用低控制电压切换高电流电平。
12、双极性质,增强了传导性。
13、安全可靠。
IGBT的缺点如下:
1、开关速度低于 MOS管。
2、因为是单向的,在没有附加电路的情况下无法处理AC波形。
3、不能阻挡更高的反向电压。
4、比 BJT 和 MOS管价格更高。
5、类似于晶闸管的P-N-P-N结构,因此它存在锁存问题
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