一、 igbt簡介
igbt中文名字為絕緣柵雙極型電晶體，它是由mosfet（輸入級）和pnp晶體（輸出級）復合而成的一種器件，既有mosfet器件驅動功率小和開關速度快的特點（控制和響應），又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點（功率級較為耐用），頻率特性介於mosfet與功率電晶體之間，可正常工作於幾十khz頻率範圍內。
圖1 理想等效電路與實際等效電路圖
二、igbt的基本結構
絕緣柵雙極電晶體（igbt）本質上是乙個場效應電晶體，只是在漏極和漏區之間多了乙個 p 型層。根據國際電工委員會的檔案建議，其各部分名稱基本沿用場效應電晶體的相應命名。
圖2 n溝道增強型絕緣柵雙極電晶體結構
圖2所示為乙個n 溝道增強型絕緣柵雙極電晶體結構，n+區稱為源區，附於其上的電極稱為源極。 n+ 區稱為漏區。器件的控制區為柵區，附於其上的電極稱為柵極。
溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的p型區（包括p+和p一區）（溝道在該區域形成），稱為亞溝道區（subchannel region ）。而在漏區另一側的 p+ 區稱為漏注入區（drain injector ），它是 igbt 特有的功能區，與漏區和亞溝道區一起形成 pnp 雙極電晶體，起發射極的作用，向漏極注入空穴，進行導電調製，以降低器件的通態電壓。
附於漏注入區上的電極稱為漏極。
為了兼顧長期以來人們的習慣，iec規定：源極引出的電極端子（含電極端）稱為發射極端（子），漏極引出的電極端（子）稱為集電極端（子）。這又回到雙極電晶體的術語了。但僅此而已。
圖3 igbt結構剖面圖
igbt的結構剖面圖如圖3所示。它在結構上類似於mosfet ，其不同點在於igbt是在n溝道功率mosfet 的n+基板（漏極）上增加了乙個p+ 基板（igbt 的集電極），形成pn結j1 ，並由此引出漏極、柵極和源極則完全與mosfet相似。
圖4 igbt的簡化等效電路
圖5 n溝道igbt圖形符號
圖6 p溝道igbt圖形符號
由圖3可以看出，igbt相當於乙個由mosfet驅動的厚基區gtr ，其簡化等效電路如圖4所示。圖中rdr是厚基區gtr的擴充套件電阻。igbt是以gtr 為主導件、mosfet 為驅動件的復合結構。
n溝道igbt的圖形符號有兩種，如圖5所示。實際應用時，常使用圖5-5所示的符號。對於p溝道，圖形符號中的箭頭方向恰好相反，如圖6所示。
igbt的開通和關斷是由柵極電壓來控制的。當柵極加正電壓時，mosfet內形成溝道，並為pnp電晶體提供基極電流，從而使igbt導通，此時，從p+區注到n-區進行電導調製，減少n-區的電阻rdr值，使高耐壓的igbt也具有低的通態壓降。在柵極上加負電壓時，mosfet內的溝道消失，pnp電晶體的基極電流被切斷，igbt即關斷。
正是由於igbt是在n溝道mosfet的n+基板上加一層p+基板，形成了四層結構，由pnp－npn電晶體構成igbt。但是，npn電晶體和發射極由於鋁電極短路，設計時盡可能使npn不起作用。所以說，igbt的基本工作與npn電晶體無關，可以認為是將n溝道mosfet作為輸入極，pnp電晶體作為輸出極的單向達林頓管。
採取這樣的結構可在n-層作電導率調製，提高電流密度。這是因為從p+基板經過n+層向高電阻的n-層注入少量載流子的結果。igbt的設計是通過pnp－npn電晶體的連線形成閘流體。
二、igbt模組的術語及其特性術語說明
三、igbt模組使用上的注意事項
1.igbt模組的選定
在使用igbt模組的場合，選擇何種電壓，電流規格的igbt模組，需要做周密的考慮。
a.電流規格
igbt模組的集電極電流增大時，vce(-)上公升，所產生的額定損耗亦變大。同時，開關損耗增大，原件發熱加劇。因此，根據額定損耗，開關損耗所產生的熱量，控制器件結溫（tj）在150oc以下（通常為安全起見，以125oc以下為宜），請使用這時的集電流以下為宜。
特別是用作高頻開關時，由於開關損耗增大，發熱也加劇，需十分注意。
一般來說，要將集電極電流的最大值控制在直流額定電流以下使用，從經濟角度這是值得推薦的。
b.電壓規格
igbt模組的電壓規格與所使用裝置的輸入電源即市電電源電壓緊密相關。其相互關係列於表1。根據使用目的，並參考本表，請選擇相應的元件。
2.防止靜電
igbt的vge的耐壓值為±20v，在igbt模組上加出了超出耐壓值的電壓的場合，由於會導致損壞的危險，因而在柵極-發射極之間不能超出耐壓值的電壓，這點請注意。
在使用裝置的場合，當柵極迴路不合適或者柵極迴路完全不能工作時（柵極處於開路狀態），若在主回路上加上電壓，則igbt就會損壞，為防止這類損壞情況發生，應在柵極―發射極之間接乙隻10kω左右的電阻為宜。
此外，由於igbt模組為mos結構，對於靜電就要十分注意。因此，請注意下面幾點：
1)在使用模組時，手持分裝件時，請勿觸控驅動端子部分。
2)在用導電材料連線驅動端子的模組時，在配線未佈好之前，請先不要接上模組。
3)盡量在底板良好接地的情況下操作。
4)當必須要觸控模組端子時，要先將人體或衣服上的靜電放電後，再觸控。
5)在焊接作業時，焊機與焊槽之間的漏洩容易引起靜電壓的產生，為了防止靜電的產生，必須將焊機處於良好的接地狀態下。
6)裝部件的容器，請採用防靜電措施。
3.併聯問題
在大容量逆變器等控制大電流的場合使用igbt模組時，可以使用多個器件併聯。
併聯時，要使每個器件流過均等的電流是非常重要的，如果一旦電流平衡達到破壞，那麼電流過於集中的那個器件將可能被損壞。為使併聯時電流能平衡，適當改變器件的特性及接線方法。例如。
挑選器件的vce(sat)相同的併聯是很重要的。
4.其他注意事項
1)儲存半導體原件的場所的溫濕度：應保持在常溫常濕狀態，不應偏離太大。常溫的規定為5－35℃，常濕的規定為45—75％左右。
2)開、關時的浪湧電壓等的測定，請在端子處測定。
IGBT模組的材料引數
目前,功率器件和模組均採用引線鍵合的互連工藝和平面封裝結構。圖1為普通igbt模組的解剖圖。圖1 igbt模組結構示意圖 從上圖本文可以看出,igbt模組共由7層結構構成,大致可以分成三部分 晶元,dbc和基板。每部分之間由焊錫連線而成。本文知道igbt是在閘流體的基礎上發展而來,但與傳統的閘流體相...
SATWE計算控制引數的選擇方法
建議一般採用 總剛 演算法。vss向量稀疏求解器 或 ldlt三角分解 是兩種不同的求解方法。由於兩者的存貯方式不同，存在數字的捨入誤差不同，計算結果略有不同是正常的。由於前者需要的硬碟空間要比後者小，計算速度要快，解題能力要強，所以程式預設採用前者，設計人員可以根據需要自行選擇 調整及對比。當選擇...
選擇結構的控制結構
1 簡單判斷 if 條件表示式 語句序列 endif 2 選擇分支 if 條件表示式 語句序列1 else 語句序列2 endif 3 多條件選擇 do case case 條件表示式1 語句序列1 case 條件表示式2 語句序列2 case 條件表示式n 語句序列n otherwise 語句序列...