《電子技術(shù)應(yīng)用》
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IGBT的常識及使用注意事項
摘要: IGBT管是絕緣柵雙極型晶體管(Isolated Gate Bipolar Transistor)的簡稱,它是80年代初誕生,90年代迅速發(fā)展起來的新型復(fù)合電力電子器件IGBT管是由MOSFET場效應(yīng)晶體管和BJT雙極型晶體管復(fù)合而成的,,其輸入級為MOSFET,,輸出級為PNP型大功率三極管,它融和了這兩種器件的優(yōu)點,,既具有MOSFET器件輸入阻抗高 響應(yīng)速度快 熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動電路簡單的優(yōu)點,,又具有雙極型器件通態(tài)電壓低 耐壓高和輸出電流大的優(yōu)點,。
Abstract:
Key words :

一,、IGBT管簡介

IGBT管是絕緣柵雙極型晶體管(Isolated Gate Bipolar Transistor)的簡稱,,它是80年代初誕生,90年代迅速發(fā)展起來的新型復(fù)合電力電子器件IGBT管是由MOSFET場效應(yīng)晶體管和BJT雙極型晶體管復(fù)合而成的,,其輸入級為MOSFET,,輸出級為PNP型大功率三極管,它融和了這兩種器件的優(yōu)點,,既具有MOSFET器件輸入阻抗高 響應(yīng)速度快 熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動電路簡單的優(yōu)點,,又具有雙極型器件通態(tài)電壓低 耐壓高和輸出電流大的優(yōu)點,其頻率特性介于MOS-FET與功率晶體管之間,,可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi),,在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,在較高頻率的大,、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位IGBT管的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制IGBT管的,。當(dāng)柵極加正電壓時,OSFET內(nèi)形成溝道,,并為PNP晶體管提供基極電流,,從而使IGBT管導(dǎo)通,此時高耐壓的IGBT管也具有低的通態(tài)壓降 在柵極上加負(fù)電壓時,,MOSFET內(nèi)的溝道消失,,PNP晶體管的基極電流被切斷,IGBT管即關(guān)斷 IGBT管與MOSFET一樣也是電壓控制型器件,,在它的柵極發(fā)射極間施加十幾伏的直流電壓,,只有微安級的漏電流,基本上不消耗功率,,顯示了輸入阻抗大的優(yōu)點,。

二、IGBT管的代換

由于IGBT管工作在大電流 高電壓狀態(tài),,工作頻率較高,,發(fā)熱量大,因此其故障率較高,,又由于其價格較高,,故代換IGBT管時,應(yīng)遵循以下原則:首先,,盡量用原型號的代換,,這樣不僅利于固定安裝,也比較簡便 其次,,如果沒有相同型號的管子,,可用參數(shù)相近的IGBT管來代換,,一般是用額定電流較大的管子代替額定電流較小的,用高耐壓的代替低耐壓的,,如果參數(shù)已經(jīng)磨掉,,可根據(jù)其額定功率來代換。

三,、IGBT管的保存

保存半導(dǎo)體元件的場合溫度與濕度應(yīng)保持常溫常濕狀態(tài),,不應(yīng)偏離太大 一般地,常溫規(guī)定為5~35攝氏度 ,,常濕規(guī)定為45%~75% 在冬天特別干燥的地區(qū),,需用加濕機加濕裝IGBT管模塊的容器,應(yīng)選用不帶靜電的容器并盡量遠(yuǎn)離有腐蝕性氣體或灰塵較多的場合在溫度發(fā)生急劇變化的場所IGBT模塊表面可能有結(jié)露水的現(xiàn)象,,因此IGBT模塊應(yīng)放在溫度變化較小的地方,。

四、使用注意事項

IGBT管的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離由于此氧化膜很薄,,IGBT管的UGE 的耐壓值為 20V,,在IGBT管加超出耐壓值的電壓時,會導(dǎo)致?lián)p壞的危險 此外,,在柵極發(fā)射極間開路時,,若在集電極與發(fā)射極間加上電壓,則隨著集電極電位的變化,,由于集電極有漏電流流過,,柵極電位升高,集電極則有電流流過 這時,,如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT管發(fā)熱乃至損壞在應(yīng)用中,,有時雖然保證了柵極驅(qū)動電壓沒有超過柵極最大額定電壓,,但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合,也會產(chǎn)生使氧化層損壞的振蕩電壓為此,,通常采用雙絞線來傳送驅(qū)動信號,,以減少寄生電感 在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓,如果柵極回路不合適或者柵極回路完全不能工作時(柵極處于開路狀態(tài)),,若在主回路上加上電壓,,則IGBT管就會損壞 為防止這類損壞情況發(fā)生,應(yīng)在柵極一發(fā)射極之間接一只10千歐左右的電阻,。此外,,由于IGBT管為MOS結(jié)構(gòu),對于靜電就要十分注意 因此,,請注意下面幾點:

(1)在使用模塊時,,手持分裝件時,,請勿觸摸驅(qū)動端子部分當(dāng)必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電放電后,,再觸摸,;

(2)在用導(dǎo)電材料連接IGBT管的驅(qū)動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊,;

(3)盡量在底板良好接地的情況下操作 如焊接時,,電烙鐵要可靠接地在安裝或更換IGBT管時,應(yīng)十分重視IGBT管與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度,,為了減少接觸熱阻,,最好在散熱器與IGBT管間涂抹導(dǎo)熱硅脂,一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇,,當(dāng)散熱風(fēng)扇損壞中散熱片散熱不良時將導(dǎo)致IGBT管發(fā)熱,,從而發(fā)生故障,因此對散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查,,一般在散熱片上靠近IGBT管的地方安裝有溫度感應(yīng)器,,當(dāng)溫度過高時將報警或停止IGBT管工作。

 

IGBT靜態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng) 

可測試IGBT參數(shù)包括ICES,、BVCES,、IGESF、VGETH,、VGEON,、VCESAT、ICON,、VF,、

GFS、rCE等全直流參數(shù),,所有小電流指標(biāo)保證1%重復(fù)測試精度,,大電流指標(biāo)保證2%以內(nèi)重復(fù)測試精度。           

主極電流可提供400A 500A 800A 1250A大電流測試選項

BR3500測試系統(tǒng)是一項高速多用途半導(dǎo)體分立器件智能測試系統(tǒng),。它具有十分豐富的編程軟件和強大的測試能力,。可真實準(zhǔn)確測試達(dá)十九大類二十七分類大,、中,、小功率的半導(dǎo)體分立器件。

一,、可測試種類

1.二極管                           Diode                   

2.穩(wěn)壓(齊納)二極管               Zener

3.晶體管                            Transistor(NPN型/PNP型)

4.可控硅整流器(普通晶閘管)        SCR

5.雙向可控硅(雙向晶閘管)           TRIAC

6.MOS場效應(yīng)管                  Power MOSFET(N-溝/P-溝)

7.結(jié)型場效應(yīng)管               J-FET (N-溝/P-溝,,耗盡型/增強型)

8. 三端穩(wěn)壓器              REGULATOR(正電壓/負(fù)電壓,固定/可變)

9.絕緣柵雙極大功率晶體管            IGBT(NPN型/PNP型)

10.光電耦合器                   OPTO-COUPLER(NPN型/PNP型)

11.光電邏輯器件                         OPTO-LOGIC

12.光電開關(guān)管                          OPTO-SWITCH

13.達(dá)林頓陣列

14.固態(tài)過壓保護(hù)器                      SSOVP

15.硅觸發(fā)開關(guān)                          STS

16.繼電器                              RELAY(A、B,、C型)

17.金屬氧化物壓變電阻                   MOV

18.壓變電阻                            VARISTO

19.雙向觸發(fā)二極管                      DIAC

二,、技術(shù)參數(shù)及可實現(xiàn)目標(biāo)

主極電壓:1000V                 通過內(nèi)部設(shè)置可擴展到:2000V

主極電流:50A                         加選件可擴展到:400A/500A/1000A/1250A

控制極電壓:20V                     加大電流臺選件可擴展到:80V

控制極電流:10A                    加大電流臺選件可擴展到:40A

電壓分辨率:1mV

電流分辨率:100pA                 加小電流臺選件可擴展到:1pA


 

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