一、IGBT的识别与特性
IGBT,即绝缘栅双极型晶体管,是一种重要的半导体功率器件。它巧妙地融合了场效应管和大功率双极型三极管的优点。以下是其构成和主要特点的详细介绍。
IGBT由场效应管和大功率双极型三极管构成,集成了两者优点于一体。其特点显著:电流密度大,远超场效应管;输入阻抗高,使得栅极驱动功率小,从而简化驱动电路。在给定芯片尺寸和U(BR)ceo下,其导通电阻Rce(on)远小于场效应管的RDS(on)的10%。IGBT的击穿电压高,安全工作区大,即使在瞬态功率较高的情况下也不易损坏。其开关速度极快,关断时间短。例如,耐压为1~1.8kV的IGBT关断时间约为1.2μs,而耐压为600V的IGBT关断时间更短,接近于功率型场效应管,开关频率可高达100kHz,开关损耗仅为双极型三极管的30%。这些特点使得IGBT成为电磁炉内功率逆变开关器件的理想选择。
在实际应用中,IGBT的G极(与场效应管类似)作为栅极或控制极进行控制,C极(与普通三极管相似)作为集电极,E极则为发射极。
二、IGBT的主要参数详解
IGBT的主要参数与大功率三极管基本一致,主要包括U(BR)ceo、PCM、ICM和β等。其中,U(BR)ceo代表IGBT的最高反压,即C极与E极之间的最高反向击穿电压;ICM表示IGBT的最大电流,即C极最大输出电流;PCM代表IGBT的C极最大耗散功率;而β则是IGBT的放大倍数。
三、IGBT的检测与更换指南
在进行IGBT的检测时,对于含阻尼管的IGBT,其C、E极间正向导通压降与二极管相似,而C、E极间反向导通压降及其他极间的导通压降则为无穷大或显示溢出值1。对于不含阻尼管的IGBT,其三个极间正、反向导通压降值均为无穷大。在维修中更换IGBT时,应遵循“类别相同,特性相近”的原则。
以GT40T101为例,它是东芝公司产品,耐压为1500V,特定温度下的最大电流值已给出,且不含阻尼管。因此在代换其他型号的IGBT时,需在其C、E极引脚上接一只符合要求的快恢复二极管作为阻尼管。相反,如果使用内含阻尼管的IGBT如GT40T301进行代换时,则需拆除原配套的阻尼管。
其他型号如SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321等也有各自的特性和代换注意事项。在代换过程中,务必注意各型号的耐压、最大电流及是否带阻尼管等参数,以确保代换的准确性和安全性。