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IGBTS.

第6章 - 绝缘栅场效应晶体管

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因为他们的绝缘盖茨,IGFET.所有类型的电流增益具有极高的电流增益:如果没有连续的栅极电路,则可以没有持续的栅极电流,其中电流可能不断流动。我们通过IGFET的栅极终端看到的唯一电流是可能需要什么瞬态(简要浪涌)来对栅极通道电容充电,并将耗尽区域移位为晶体管从“ON”状态到“关闭“状态,反之亦然。

首先,这种高电流增益似乎将在不同的晶体管中将IGFET技术放置在双极晶体管上,以控制非常大的电流。如果一个双极结晶体管用于控制大集电极电流,根据β比例,必须有一些控制电路的基本电流或沉没。为了举起一个例子,为了使电力BJT具有β为β为100个放大器的集电极电流,必须至少有5个基本电流的AMPS,对于微型离散或集成控制电路本身的大量电流。处理:

具有控制电路的晶体管


从控制电路的角度来看,它会具有高电流增益的功率晶体管,因此控制负载电流需要较小的电流。当然,我们可以使用达林顿对晶体管为了增加当前的增益,但这种布置仍然需要远远超过相同的电源IGFET的控制电流:


然而,遗憾的是,IGFET存在自己的控制高电流的问题:它们通常在饱和BJT的集电极到发射极电压降的同时表现出更大的漏极 - 源电压降。这种更大的电压降等于相同量的负载电流的较高功耗,限制IGFET作为高功率器件的有用性。虽然一些专门的设计如所谓的VMOS晶体管,但是设计用于最小化这种固有的缺点,但双极结晶体管仍然优于切换高电流的能力。

这种困境的一个有趣的解决方案利用IGFET的最佳特征在一个名为绝缘栅极双极晶体管或IGBT的一个设备中具有BJT的最佳特征。也称为双极模式MOSFET,导电性调制的场效应晶体管(COMFET),或者简单地作为绝缘栅极晶体管(IGT),其等同于Darlington对IGFET和BJT:

原理图符号和等效电路


实质上,IGFET控制了BJT的基准电流,该基准电流处理收集器和发射器之间的主负载电流。这样,存在极高的电流增益(由于IGFET的绝缘栅极实际上没有来自控制电路的电流),但是在完全传导期间的集电极到发射极电压降低于普通BJT的电压降低。

IGBT的缺点

IGBT在标准BJT上的一个缺点是其较慢的关断时间。为了快速切换和高电流处理能力,难以击败双极连接晶体管。IGBT的更快关闭时间可以通过某些设计变化来实现,但仅在收集器和发射器之间的较高饱和电压降的费用。然而,IGBT为高功率控制应用提供了IGFET和BJT的良好替代方案。

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