IGBT特性及参数详解

IGBT是双极型晶体管和MOSFET晶体管的复合。双极型晶体管饱和压降低、载流密度大，但驱动电流也大。MOSFET为电压驱动型，故驱动功率小，载流密度小，开关速度快，但导通压降大。IGBT则综合了两种器件的优点，成为驱动功率小且饱和压降低的新型器件。50～150kHz的MOSFET高频电源电路。为提高输出功率，各桥臂采用两管并联为了解决管子之间的均流问题，应采取以下措施：

1）VM₁～VM₄是由MOSFET组成的管组，每组应尽量选用特性一致、特别是通态电阻一样的器件并联。

2）MOSFET管分别串接栅极电阻。

3）驱动信号功率应足够大。

图2-29 MOSFET高频电源电路

4）四个桥臂的布局与安装要使其散热条件相同，以保证工作温度尽量相同等。与MOSFET器件D-S极间反并联的二极管，是器件内部的快恢复二极管它有与MOSFET开关速度相匹配的恢复时间，其耐压与允许电流也相一致，作用是为外部电路的无功电流提供通路，与之相并联的电阻和电容是吸收回路。

负载回路L、R、C是串联谐振电路。在谐振状态下，电容器C两端电压和淬火变压器初级线圈两端电压是u_AB（矩形波）的基波电压u₁的Q倍，Q称为串联谐振电路的品质因数。它受加热工件的物理状态和淬火变压器结构的影响一般为5～10。

（2）逆变器驱动电路 驱动电路是由集成PWM控制器SG3525为核心的电路组成，由驱动器1～4输出触发信号ug₁～ug₄。与晶闸管逆变器不同，由于MOSFET具有自关断能力，因而不用起动和换流电路，只要在MOSFET的栅极

1.IGBT的转移特性和输出特性

图2-30所示为Fuji公司生产的型号为IMBH60D-100的IGBT的转移特性和输出特性，图2-30又称为静态特性图。

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图2-30 IMBH60D-100的IGBT的特性

a）转移特性 b）输出特性

2.IGBT的开关特性

同MOSFET一样，当工作在高频开关状态时，必须要考虑极间电容的影响作为开关特性例子见表2-7（3）。由于IGBT为电压驱动型，具有驱动功率小开关速度快、饱和压降低，可承受高电压和大电流等一系列优点，综合性能好已成为当前应用最为广泛的功率半导体器件。

3.IGBT的主要参数

下面以Fuji电气公司的一单元模块IMBH60D-100为例，介绍IGBT的主要额定值参数及电气特性参数。在内部的C-E极间反并联有快恢复二极管，电路符号见图2-31c，其主要参数见表2-7。

图2-31 IGBT的等效电路和电路符号

a）等效电路 b）电路符号 c）内含反并联二极管的电路符号d）二单元模块电路符号

表2-7 IGBT的主要参数