IGBT場效應管的工作原理 IGBT場效應管的選擇方法

IGBT，即絕緣柵雙極晶體管，是一種高效能的半導體器件，它結合了金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）和雙極結型晶體管（BJT）的特性。

IGBT場效應管的工作原理

IGBT由柵極（G）、發射極（E）和集電極（C）三個極控制。如圖1，IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關斷。由圖2可知,若在IGBT的柵極和發射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通;若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V,則MOSFET截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。

圖1 IGBT 結構圖

圖2 IGBT電氣符號（左）與等效的電路圖（右）

如果IGBT柵極與發射極之間的電壓，即驅動電壓過低則IGBT不能穩定的工作，如果過高甚至超過柵極—發射極之間的耐壓，則IGBT可能會永久損壞。同樣，如果IGBT集電極與發射極之間的電壓超過允許值，則流過IGBT的電流會超限，導致IGBT的結溫超過允許值，此時IGBT也有可能會永久損壞。

IGBT場效應管的選擇方法

選擇

IGBT模塊的電壓規格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關。其相互關系見下表。使用中當IGBT模塊集電極電流增大時，所產生的額定損耗亦變大。同時，開關損耗增大，使原件發熱加劇，因此，選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。特別是用作高頻開關時，由于開關損耗增大，發熱加劇，選用時應該降等使用。

測量

靜態測量:把萬用表放在乘100檔,測量黑表筆接1端子、紅表筆接2端子,顯示電阻應為無窮大; 表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.用同樣的方法,測量黑表筆接3端子、紅表筆接1端子, 顯示電阻應為無窮大;表筆對調,顯示電阻應在400歐左右.若符合上述情況表明此IGBT的兩個單元沒有明顯的故障.

動態測試: 把萬用表的檔位放在乘10K檔,用黑表筆接4端子,紅表筆接5端子,此時黑表筆接3端子紅表筆接1端子, 此時電阻應為300-400歐,把表筆對調也有大約300-400歐的電阻表明此IGBT單元是完好的. 用同樣的方法測試1、2端子間的IGBT,若符合上述的情況表明該IGBT也是完好的。

將萬用表撥在R×10KΩ擋，用黑表筆接IGBT 的漏極(D)，紅表筆接IGBT 的源極(S)，此時萬用表的指針指在無窮處。用手指同時觸及一下柵極(G)和漏極(D)，這時IGBT 被觸發導通，萬用表的指針擺向阻值 較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下源極(S)和柵極(G)，這時IGBT 被阻 斷，萬用表的指針回到無窮處。此時即可判斷IGBT 是好的。

注意：若進第二次測量時，應短接一下源極(S)和柵極(G)。任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞時，一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋，因R×1K Ω擋以下各檔萬用表內部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT 導通，而無法判斷IGBT 的好壞。