IGBT场效应管的工作原理 IGBT场效应管的选择方法

IGBT，即绝缘栅双极晶体管，是一种高效能的半导体器件，它结合了金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和双极结型晶体管（BJT）的特性。

IGBT场效应管的工作原理

IGBT由栅极（G）、发射极（E）和集电极（C）三个极控制。如图1，IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，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态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。

图1 IGBT 结构图

图2 IGBT电气符号（左）与等效的威廉希尔官方网站 图（右）

如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作，如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压，则IGBT可能会永久损坏。同样，如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值，则流过IGBT的电流会超限，导致IGBT的结温超过允许值，此时IGBT也有可能会永久损坏。

IGBT场效应管的选择方法

选择

IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。其相互关系见下表。使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降等使用。

测量

静态测量:把万用表放在乘100档,测量黑表笔接1端子、红表笔接2端子,显示电阻应为无穷大; 表笔对调,显示电阻应在400欧左右.用同样的方法,测量黑表笔接3端子、红表笔接1端子, 显示电阻应为无穷大;表笔对调,显示电阻应在400欧左右.若符合上述情况表明此IGBT的两个单元没有明显的故障.

动态测试: 把万用表的档位放在乘10K档,用黑表笔接4端子,红表笔接5端子,此时黑表笔接3端子红表笔接1端子, 此时电阻应为300-400欧,把表笔对调也有大约300-400欧的电阻表明此IGBT单元是完好的. 用同样的方法测试1、2端子间的IGBT,若符合上述的情况表明该IGBT也是完好的。

将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT 的漏极(D)，红表笔接IGBT 的源极(S)，此时万用表的指针指在无穷处。用手指同时触及一下栅极(G)和漏极(D)，这时IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值 较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下源极(S)和栅极(G)，这时IGBT 被阻 断，万用表的指针回到无穷处。此时即可判断IGBT 是好的。

注意：若进第二次测量时，应短接一下源极(S)和栅极(G)。任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT 好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1K Ω挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT 导通，而无法判断IGBT 的好坏。