高压大功率IGBT元器件开关特性的分析研究-论文.pdf

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1、2014耳第6期文章编号：1009—2552(2014)06—0142—03中图分类号：TN386文献标识码：A高压大功率IGBT元器件开关特性的分析研究王瑞(宝鸡文理学院物理与信息技术系，陕西宝鸡721000)摘要：自从IGBT器件出现之后，大量的研究人员对IGBT器件的开关特性进行了大量的研究，以便准确地预测和改善器件的开关瞬态特性。在实际应用中，IGBT器件的开关特性不仅和其物理结构、制作工艺以及工作的原理有着密切的关系，同时和其工作的环境也具有密切的关系。在IGBT器件工作的时候，常常受到驱动电压和电阻以及工作电压、集电极电流等的影响。因此研究工作环境对IG

2、BT器件开关特性的影响，不断地改善其设计来优化其性能，成为研究的重点。论文详尽研究分析了功率器件IGBT的开关特性，对IGBT及其系统的理解、应用具有一定的指导意义。关键词：IGB；功率器件；开关特性；研究Studyandanalysisoftheswitchingcharacteristics0flIipowerIGBTdevicesWANGRui(DepartmentofPhysicsandElectricInformation，BaojiUniversityofArtsandSciences，Baoji721000，ShaamiProvince，China)A

3、bstract：SinceIGBTdevicesemerges，theswitchingcharacteristicsofIGBTdeviceswerestudied，inordertopredictandimprovethedeviceaccurateswitchingtransientcharacteristics．Inpracticalapplication，theswitchingcharacteristicsofIGBTdevicesnotonlyitsphysicalstructure，fabricationprocessandworkingprinci

4、plearecloselyrelated，alsoandrelatedtotheworkingenvironmentclosely．WhenIGBTdeviceswork，itisofteninfluencedbythedrivingvoltageandresistanceandworkingvoltage，thecollectorcurrent．SotheresearchworkenvironmentinfluenceonIGBTswitchingcharacteristics，tooptimizetheperformanceandimproveitsdesign

5、continuously，becomethefocusofthestudy．Keywords：IGBT；powerdevice；switchingcharacteristics；research0引言的元件得到了广泛的应用，这些设备能够提高设备IGBT是绝缘栅双极型晶体管的简称，在大中功的功率密度，减少各种设备中的能耗，对电子设备的率的变流器中得到了广泛的应用。特别是其开关特可靠性也具有重要的帮助。在无功补偿器、太阳能性对设备的开关频率、开关损耗、电磁兼容以及散热变换器、静止式动态无功补偿器等能量转换装置中，设计等，都具有重要的影响，和设备的性能和寿命都中高压大功率

6、IGBT器件的出现在一定范围内取代密切相关，在实际的研究和设计工作中应当加强对了普通的门极可关断晶闸管和普通的晶闸管。半导其工作原理的研究，特别是对其工作性能的测试是体开关在使用的过程中，没有拉弧现象，而且开通和研究中的重要内容。关断的响应时间非常的短⋯。由于半导体器件自1IGBT器件开关特性简介收稿日期：2013—12—09随着电子技术的快速发展，一些容量大、频率高作者简介：王瑞(1974一)，男，硕士，讲师，研究方向为检测技术与自动化装置。—-——142．．——身参数的限制，在一些大功率高压应用中常常需要将多个IGBT串联起来使用。IGBT是由双极型三极l管和绝

7、缘栅型场效应管组成的一种复合型的电压驱动的半导体器件，它集合了GTR的低导通压降和，MOSFET的高输人阻抗两方面的优点，其中GTR具／Ir有载流密度大、饱和压降低、驱动电流大等方面的特风点；MOSFET具有开关速度快、驱动功率小、载流密度小等特点。IGBT集合了这两种器件的优点，具有_饱和压低和驱动功率小的优点，在电压比较大的直＼．流电机和交流电机、开关电源、照明电路、变频器以及牵引传动方面得到了广泛的应用，提高了设备的工作效率。图2IGBT的开通过程随着半导体技术的不断发展，一些具有高耐压、大功率、大电流、高速、可靠性强的IGBT逐渐被研1发出来。IGBT的