igbt怎樣導(dǎo)通和關(guān)斷？igbt的導(dǎo)通和關(guān)斷條件

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一種晶體管，可以用作開(kāi)關(guān)。IGBT由P型注入?yún)^(qū)、N型襯底、N型漏源和門極組成。因其高電壓和高電流開(kāi)關(guān)能力，廣泛應(yīng)用于電力和電能控制器的控制中。

IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷是通過(guò)控制門極電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下文詳細(xì)介紹IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷條件，以及具體的導(dǎo)通和關(guān)斷過(guò)程。

IGBT導(dǎo)通條件

IGBT的導(dǎo)通需要滿足以下三個(gè)條件：

1. 高驅(qū)動(dòng)電壓：IGBT的導(dǎo)通需要在門極和漏極之間建立一定的電壓，稱為Vge，通常在5V至15V之間，而電路所提供的門極驅(qū)動(dòng)電壓一般在12V左右。

2. 正向偏置電壓：當(dāng)Vge>0時(shí)，IGBT的基結(jié)會(huì)呈現(xiàn)正向偏置狀態(tài)，這樣N型注入?yún)^(qū)內(nèi)的少數(shù)載流子就可以向漏極流動(dòng)，從而導(dǎo)通。

3. 超過(guò)低壓縮電流點(diǎn)：當(dāng)IGBT的N型注入?yún)^(qū)內(nèi)的電流達(dá)到一定程度時(shí)，少數(shù)載流子會(huì)形成電子空間電荷區(qū)，這時(shí)電流被稱為低壓縮電流，此時(shí)，少數(shù)載流子的流動(dòng)速度會(huì)增加，從而導(dǎo)致電流的快速增長(zhǎng)，這時(shí)IGBT開(kāi)始導(dǎo)通。

IGBT關(guān)斷條件

IGBT的關(guān)斷需要滿足以下條件：

1. 低驅(qū)動(dòng)電壓：為了關(guān)斷IGBT，需要減小門極電壓，通常低于5V。在這種情況下，IGBT中N型注入?yún)^(qū)和P型區(qū)之間的PN結(jié)不再呈現(xiàn)正向偏置狀態(tài)，電子空間電荷區(qū)會(huì)逐漸恢復(fù)，少數(shù)載流子的速度下降，阻止電流進(jìn)一步流動(dòng)，從而導(dǎo)致IGBT關(guān)斷。

2. 減小負(fù)載電流：減小負(fù)載電流可以將P型區(qū)內(nèi)耗盡區(qū)的電子空間電荷層徹底恢復(fù)，從而使其不再導(dǎo)電。

3. 反向偏置電流：如果IGBT承受反向電壓，反向偏置電流可以使耗盡區(qū)變窄，電子空間電荷區(qū)逐漸增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致IGBT關(guān)斷。

IGBT導(dǎo)通過(guò)程

IGBT的導(dǎo)通過(guò)程可以分為三個(gè)步驟：

1. 驅(qū)動(dòng)信號(hào)到達(dá)驅(qū)動(dòng)器：為了進(jìn)行導(dǎo)通，控制信號(hào)首先需要通過(guò)驅(qū)動(dòng)器到達(dá)門極。

2. 帶通志留時(shí)間：當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到達(dá)IGBT的門極時(shí)，碰到控制信號(hào)提供的電壓，此時(shí)N型注入?yún)^(qū)中少數(shù)載流子會(huì)被激發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致電荷層的放電過(guò)程。

3. 低壓縮電流啟動(dòng)：一旦電荷層開(kāi)始放電，這將導(dǎo)致低壓縮電流，少數(shù)載流子的流動(dòng)速度會(huì)增加，從而導(dǎo)致電流的快速增加，IGBT導(dǎo)通。

IGBT關(guān)斷過(guò)程

IGBT的關(guān)斷過(guò)程可以分為兩個(gè)步驟：

1. 減少驅(qū)動(dòng)信號(hào)：為了導(dǎo)致IGBT關(guān)斷，控制信號(hào)需要降低門極的電壓。

2. 恢復(fù)注入?yún)^(qū)：當(dāng)控制信號(hào)提供的驅(qū)動(dòng)電壓低于IGBT的門極閾值電壓后，少數(shù)載流子的移動(dòng)減慢，導(dǎo)致耗盡區(qū)的電子空間電荷層恢復(fù)，IGBT可以成功關(guān)斷。

總結(jié)

IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷過(guò)程是通過(guò)控制門極電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)通需要高驅(qū)動(dòng)電壓，正向偏置電壓和超過(guò)低壓縮電流點(diǎn)三個(gè)條件。關(guān)斷需要低驅(qū)動(dòng)電壓，減少負(fù)載電流和反向偏置電流三個(gè)條件。了解IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷條件和過(guò)程有利于設(shè)計(jì)高性能的電路和控制器，并保證其穩(wěn)定性和可靠性。