绝缘栅双极型晶体管:BJT-MOSFET中间

关键的外卖

• 不同于MOSFET是机器,IGBT有三个PN结。

• IGBT使用三个PN结来构建一个MOSFET和半导体是连续的死亡。

• 大的安全操作区域,IGBT擅长许多大功率应用,提供设计师注意热条件和损失向量。

绝缘栅双极型晶体管是一种类似MOSFET,以下是3包。然而,其半导体结构更复杂的比。

工程充斥着权衡。俗话说的好,“没有免费的午餐”;工程学科例证了这种想法与参数不断地互相抵消。有时最好的解决方案几乎是普遍的:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结合一些MOSFET和的优点以下是为各种应用提供性能优越。虽然有一定的缺点,这种力量设备相对于其forebearers,设计师必须牢记为优化和系统寿命,它可以在拓扑功能大大超过单个半导体的功能类型。

电源设备的比较

绝缘栅双极型晶体管的混合性质

绝缘栅双极型晶体管是一种混合的MOSFET的输入是输出,提供电力设备的明显优势在单一的包中。作为混合动力设备,其性能的某些方面会相对于其前任,但整体操作仍然非常强劲。是机器和mosfet、IGBT是三端设备包括一个门,发射极和集电极(注意继承盖茨从两种类型的电力设备)而是一个基础课(即半导体结构。,三个NP连接)。IGBT由n沟道MOSFET和PNP型晶体管掺杂区域。这个特定的建设创造了一个寄生晶闸管两个晶体管之间的耦合;为了防止其活动,电阻器短裤NPN型晶体管的基极和发射极p型基础。

IGBT的物理布局描述所控制和设备的垂直结构:

• 门-平面闸门坐落在n +发射器/缓冲和p-base地区,而沟门垂直延伸至相同的地区和n -漂移区域。在一个等效电路模型,平面引入了一个门JFET-like效应产生一个电压降;这种效应不存在沟门格式,减少其舞台电压要求。
• 垂直度,IGBT调制性能取决于掺杂区域的厚度。击穿现象(PT) igbt利用厚和重掺杂p +收集器/阳极区域舞台电压降低;这种方法有一些缺点关于漂移区域的开关损耗,必须解决。Non-punch-through不扩散核武器条约》(NPT) igbt依靠漂移层将耗尽层较厚,而薄收集器/阳极区域有效地控制载体注射速率。《不扩散核武器条约》IGBT具有更快的开关速度比低浓度的PT结构和遭受更少的损失目前的评级,但开态电压增加高端。最后,sub-variant PT IGBT的thin-wafer版本,优化PT的性能和不扩散核武器条约》通过结合薄层的漂移和收集器/阳极区域,分别。

在操作中,IGBT是最接近,尽管MOSFET的物理相似之处。当外加电压之间存在集电极和发射极,PNP晶体管打开MOSFET,使当前的流动;反过来,这修改收集器/阳极区域的传导,影响孔率的漂移区域注入和减少阻力。设备关闭后,电流直到收取运营商退出漂移区域或重组。由于电压应用程序控制IGBT门控制电路可以减少到最小规模和复杂性充电/放电电容的大门。

绝缘栅双极型晶体管:操作和物流

绝缘栅双极型晶体管的出色的能力是其庞大的安全操作区(SOA)。SOA定义可接受的电压和电流操作条件,防止性能下降;设计师因此可以使用SOA来限制电路设计,确保最大限度延长使用寿命。SOA的优势是,它生动地呈现一组曲线,设计团队可以匹配的应用程序需要的数据;例如,一个开关IGBT不能运行在最大额定参数在不引起伤害。

SOA有两类:

• 正向偏压SOA可以运行设备的最大设置。
• 反向偏压SOA覆盖了IGBT的断开状态。当设备关闭,冲击电压发展;安全使用igbt电路必须抑制尾电流和冲击电压断开时间和降低电感慢。

此外,所有电源设计必须考虑热性能和损失向量优化。IGBT借一些描述是机器的热失控。二次击穿发生在负阻的发展从高电压或电流操作。首先,当前的加热和集中局部区域由于gate-emitter电压负温度的依赖关系。随着gate-emitter电压下降,当前进一步构建一个积极的反馈循环,直到外部电路干扰过程或设备本身不可避免的破坏。

传导和IGBT开关损失的主要因素,影响效率。前者是饱和collector-emitter结电压的乘积和集电极电流;饱和电压较低的组件工程师可以选择设备的需求。门阻力,集电极电流和温度都是负责开关损耗;这些因素纳入集电极电流的积分和collector-emitter电压产品。

节奏的解决方案包含电源设计的所有方面

绝缘栅双极型晶体管电路设计人员提供一个场效应管之间的中间地带,是提供电源设备的适合大功率的要求。IGBT可能缺少一些特点的父设备,但它弥补了这个缺憾与一般适用于许多电路拓扑结构和操作条件。获得最佳性能的电路参数和寄生建模要求准确地反映现实世界的约束。抑扬顿挫的PCB设计和分析软件套房给产品开发团队提供了一个全面的适应型系统无缝地转换从一个设计阶段到另一个。仿真数据导入布局OrCAD PCB设计者快速和强大的PCB DFM。

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