絕緣柵雙極型晶體管

   絕緣柵雙極型晶體管(I“ulated Gate Blpolar Transistor,IGBT)是⒛世紀(jì)80年代中期問(wèn)世的一種新型復(fù)合電力電子器件。由于它兼有MOSFET的快速響應(yīng)、高輸入阻抗和BJT的低通態(tài)壓降、高電流密度的特性,這些年發(fā)展十分迅速。NIF5002NT1G

    1 絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)

   絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及等效電路如圖⒈30所示。從圖中可見(jiàn),有一個(gè)區(qū)域是由NPN組成的,這可以看成MOSFET的源極和柵極之間的部分,另一個(gè)區(qū)域是PNP結(jié)構(gòu),即雙極型晶體管。IGBT相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)BJT。從圖中還可以看到,在集電極和發(fā)射極之間存在著一個(gè)寄生晶間管。采用空穴旁路結(jié)構(gòu)并使發(fā)射區(qū)寬度微細(xì)化后,可基本上克服寄生晶間管的擎住作用。IGBT的低摻雜N漂移區(qū)較寬,因此可以阻斷很高的反向電壓。

    2絕緣柵雙極型晶體管的工作原理

   由柵極電壓來(lái)控制IGBT導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)IGBT柵極加上正電壓時(shí),MOSFET內(nèi)形成溝道,并為PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。當(dāng)IGBT柵極加上負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,切斷PNP晶體管的基極電流,IGBT關(guān)斷。當(dāng)tJcE(0時(shí),J3PN結(jié)處于反偏狀態(tài),IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。當(dāng)L/cE>0時(shí),分兩種情況:

    ①若柵射電壓仍眺<開(kāi)啟電壓△廠(chǎng)α⑾,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài);

   ②若柵射電壓屺E)開(kāi)啟電壓%(ω,絕緣柵極下的溝道形成,N+區(qū)的電子通過(guò)溝道進(jìn)入N^漂移區(qū),漂移到J3結(jié),由于J3結(jié)正向偏置,也向Nˉ區(qū)注人空穴,從而在N^區(qū)產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制,使IGBT正向?qū)ā?/span>