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IGBT场效应管的作业原理及检测办法

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器材, 其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因而,能够把其看作是MOS输入的达林顿管。它交融了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的长处,具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 等特色,已逐渐替代晶闸管和GTO(门极可关断晶闸管),是现在开展最为敏捷的新一代电力电子器材。广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机傍边。

1. IGBT的作业原理

IGBT由栅极(G)、发射极(E)和集电极(C)三个极操控。如图1,IGBT的开关作用是经过加正向栅极电压构成沟道,给PNP晶体管供应基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,堵截基极电流,使IGBT关断。由图2可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状况而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,堵截PNP晶体管基极电流的供应,使得晶体管截止。

图1 IGBT 结构图

图2 IGBT电气符号(左)与等效的电路图(右)

假如IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低则IGBT不能安稳的作业,假如过高乃至超越栅极—发射极之间的耐压,则IGBT可能会永久损坏。相同,假如IGBT集电极与发射极之间的电压超越答应值,则流过IGBT的电流会超限,导致IGBT的结温超越答应值,此刻IGBT也有可能会永久损坏。

2. IGBT极性判别

对IGBT进行检测时,应选用指针式万用表。首先将万用表拨到R×1KΩ档,用万用表丈量各极之间的阻值,若某一极与其它南北极阻值为无穷大,互换表笔后该极与其它南北极的阻值仍为无穷大,则此极为栅极(G)。再用万用表丈量其他南北极之间的阻值,若测得阻值为无穷大,互换表笔后阻值较小,当丈量阻值较小时,红表笔触摸的为集电极(C),黑表笔触摸的为发射极(E)。

图3 IGBT实物图

3. IGBT好坏的判别

判别IGBT好坏时有必要选用指针式万用表(电子式万用表内部电池电压太低),也能够运用9V电池替代。首先将万用表拨到R×10KΩ档(R×1KΩ档时,内部电压过低,缺乏以使IGBT导通),用黑表笔接IGBT的集电极(C),红表笔接IGBT的发射极(E),此刻万用表的指针在零位。用手指一起触及一下栅极(G)和集电极(C),这时IGBT被触发导通,万用表的指针显着摇摆并指向阻值较小的方向并能维持在某一方位。然后再用手指一起触及一下栅极(G)和发射极(E),这时IGBT被阻断,万用表的指针回零。在检测中以上现象均契合,能够断定IGBT是好的,不然该IGBT存在问题。

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