igbt怎样导通和关断?igbt的导通和关断条件
igbt(insulated gate bipolar transistor)是一种晶体管,可以用作开关。igbt由p型注入区、n型衬底、n型漏源和门极组成。因其高电压和高电流开关能力,广泛应用于电力和电能控制器的控制中。
igbt的导通和关断是通过控制门极电压来实现的。下文详细介绍igbt的导通和关断条件,以及具体的导通和关断过程。
igbt导通条件
igbt的导通需要满足以下三个条件:
1. 高驱动电压:igbt的导通需要在门极和漏极之间建立一定的电压,称为vge,通常在5v至15v之间,而电路所提供的门极驱动电压一般在12v左右。
2. 正向偏置电压:当vge>0时,igbt的基结会呈现正向偏置状态,这样n型注入区内的少数载流子就可以向漏极流动,从而导通。
3. 超过低压缩电流点:当igbt的n型注入区内的电流达到一定程度时,少数载流子会形成电子空间电荷区,这时电流被称为低压缩电流,此时,少数载流子的流动速度会增加,从而导致电流的快速增长,这时igbt开始导通。
igbt关断条件
igbt的关断需要满足以下条件:
1. 低驱动电压:为了关断igbt,需要减小门极电压,通常低于5v。在这种情况下,igbt中n型注入区和p型区之间的pn结不再呈现正向偏置状态,电子空间电荷区会逐渐恢复,少数载流子的速度下降,阻止电流进一步流动,从而导致igbt关断。
2. 减小负载电流:减小负载电流可以将p型区内耗尽区的电子空间电荷层彻底恢复,从而使其不再导电。
3. 反向偏置电流:如果igbt承受反向电压,反向偏置电流可以使耗尽区变窄,电子空间电荷区逐渐增长,最终导致igbt关断。
igbt导通过程
igbt的导通过程可以分为三个步骤:
1. 驱动信号到达驱动器:为了进行导通,控制信号首先需要通过驱动器到达门极。
2. 带通志留时间:当驱动信号到达igbt的门极时,碰到控制信号提供的电压,此时n型注入区中少数载流子会被激发,进而导致电荷层的放电过程。
3. 低压缩电流启动:一旦电荷层开始放电,这将导致低压缩电流,少数载流子的流动速度会增加,从而导致电流的快速增加,igbt导通。
igbt关断过程
igbt的关断过程可以分为两个步骤:
1. 减少驱动信号:为了导致igbt关断,控制信号需要降低门极的电压。
2. 恢复注入区:当控制信号提供的驱动电压低于igbt的门极阈值电压后,少数载流子的移动减慢,导致耗尽区的电子空间电荷层恢复,igbt可以成功关断。
总结
igbt的导通和关断过程是通过控制门极电压来实现的。导通需要高驱动电压,正向偏置电压和超过低压缩电流点三个条件。关断需要低驱动电压,减少负载电流和反向偏置电流三个条件。了解igbt的导通和关断条件和过程有利于设计高性能的电路和控制器,并保证其稳定性和可靠性。
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