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IGBT的工作基础学习知识原理和工作特性

IGBT的工作基础学习知识原理和工作特性
IGBT的工作基础学习知识原理和工作特性

IGBT的工作原理和工作特性

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,流过反向基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类:

1.静态特性

IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。

IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示:

Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh (2-14)

式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV;

Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。

通态电流Ids可用下式表示:Ids=(1+Bpnp)Imos (2-15)

式中Imos——流过MOSFET的电流。

由于N+区存在电导调制效应,所以IGBT的通态压降小,耐压1000V的IGBT通态压降为2~3V。IGBT处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。

2.动态特性

IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET来运行的,只是在漏源电压Uds下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间,tri为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton 即为td(on)tri之和。漏源电压的下降时间由tfe1和tfe2组成,如图2-58所示

IGBT 在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。因为 MOSFET 关断后, PNP 晶体管的存储电荷难以迅速消除,造成漏极电流较长的尾部时间, td(off) 为关断延迟时间, trv 为电压 Uds(f) 的上升时间。

实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间 Tf 由图 2-59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成,而漏极电流的关断时间

t(off)=td(off)+trv + t(f) ( 2-16 )

式中, td(off) 与 trv 之和又称为存储时间。

IGBT的基本结构

绝缘栅双极晶体管(IGBT)本质上是一个场效应晶体管,只是在漏极和漏区之间多了一个 P 型层。根据国际电工委员会的文件建议,其各部分名称基本沿用场效应晶体管的相应命名。

图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极。 N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P型区(包括P+和P一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。而在漏区另一侧的 P+ 区称为漏注入

极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。

为了兼顾长期以来人们的习惯,IEC规定:源极引出的电极端子(含电极端)称为发射极端(子),漏极引出的电极端(子)称为集电极端(子)。这又回到双极晶体管的术语了。但仅此而已。

IGBT的结构剖面图如图2所示。它在结构上类似于MOSFET ,其不同点在于IGBT是在N沟道功率MOSFET 的N+基板(漏极)上增加了一个P+ 基板(IGBT 的集电极),形成PN结j1 ,并由此引出漏极、栅极和源极则完全与MOSFET相似。

图1 N沟道IGBT结构图

2 IGBT的结构剖面图

由图2可以看出,IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区GTR ,其简化等效电路如图3所示。图中Rdr是厚基区GTR的扩展电阻。IGBT是以GTR 为主导件、MOSFET 为驱动件的复合结构。

N沟道IGBT的图形符号有两种,如图4所示。实际应用时,常使用图2-5所示的符号。对于P沟道,图形符号中的箭头方向恰好相反,如图4所示。

IGBT 的开通和关断是由栅极电压来控制的。当栅极加正电压时,MOSFET 内形成沟道,并为PNP晶体管提供基极电流,从而使IGBT导通,此时,从P+区注到N一区进行电导调制,减少N一区的电阻 Rdr值,使高耐压的 IGBT 也具有低的通态压降。在栅极上加负电压时,MOSFET 内的沟道消失,PNP晶体管的基极电流被切断,IGBT 即关断。

正是由于 IGBT 是在N 沟道 MOSFET 的 N+ 基板上加一层 P+ 基板,形成了四层结构,由PNP-NPN晶体管构成 IGBT 。但是,NPN晶体管和发射极由于铝电极短路,设计时尽可能使NPN不起作用。所以说, IGBT 的基本工作与NPN晶体管无关,可以认为是将 N 沟道 MOSFET 作为输入极,PNP晶体管作为输出极的单向达林顿管。

采取这样的结构可在 N一层作电导率调制,提高电流密度。这是因为从 P+ 基板经过 N+ 层向高电阻的 N一层注入少量载流子的结果。 IGBT 的设计是通过 PNP-NPN 晶体管的连接形成晶闸管。

2.IGBT模块的术语及其特性术语说明

术语符号定义及说明(测定条件参改说明书)

集电极、发射极间电压V CES栅极、发射极间短路时的集电极,发射极间的最大电压

栅极发极间电压V GES集电极、发射极间短路时的栅极,发射极间最大电压

3.IGBT模块使用上的注意事项

1. IGBT模块的选定

在使用IGBT模块的场合,选择何种电压,电流规格的IGBT模块,需要做周密的考虑。

a. 电流规格

IGBT模块的集电极电流增大时,V CE(-)上升,所产生的额定损耗亦变大。同时,开关损耗增大,原件发热加剧。因此,根据额定损耗,开关损耗所产生的热量,控制器件结温(T j)在 150o C以下(通常为安全起见,以125o C以下为宜),请使用这时的集电流以下为宜。特别是用作高频开关时,由于开关损耗增大,发热也加剧,需十分注意。

一般来说,要将集电极电流的最大值控制在直流额定电流以下使用,从经济角度这是值得推荐的。

b.电压规格

IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即市电电源电压紧密相关。其相互关系列于表1。根据使用目的,并参考本表,请选择相应的元件。

2. 防止静电

IGBT的V GE的耐压值为±20V,在IGBT模块上加出了超出耐压值的电压的场合,由于会导致损坏的危险,因而在栅极-发射极之间不能超出耐压值的电压,这点请注意。

在使用装置的场合,如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时(珊极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT就会损坏,为防止这类损坏情况发生,应在栅极一发射极之间接一只10kΩ左左的电阻为宜。

此外,由于IGBT模块为MOS结构,对于静电就要十分注意。因此,请注意下面几点:

1)在使用模块时,手持分装件时,请勿触摸驱动端子部份。

2)在用导电材料连接驱动端子的模块时,在配线未布好之前,请先不要接上模块。

3)尽量在底板良好接地的情况下操作。

4)当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电放电后,再触摸。

5)在焊接作业时,焊机与焊槽之间的漏泄容易引起静电压的产生,为了防止静电的产生,请先

将焊机处于良好的接地状态下。

6)装部件的容器,请选用不带静电的容器。

3.并联问题

用于大容量逆变器等控制大电流场合使用IGBT模块时,可以使用多个器件并联。

并联时,要使每个器件流过均等的电流是非常重要的,如果一旦电流平衡达到破坏,

为使并联时电流能平衡,适当改变器件的特性及接线方法。例如。挑选器件的V CE(sat)相同的并联是很重要的。

4.其他注意事项

1)保存半导体原件的场所的温度,温度,应保持在常温常湿状态,不应偏离太大。常温的规定为5-35℃,常湿的规定为45—75%左右。

2)开、关时的浪涌电压等的测定,请在端子处测定。

实验目的

1.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。

2.掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

二、实验内容

1.IGBT主要参数测试。

2.EXB840性能测试。

3.IGBT开关特性测试。

三、实验设备和仪器

1.MCL系列教学实验台主控制屏

2.MCL—07电力电子实验箱中的IGBT与PWM波形发生器部分。

3.万用表二块

4.双踪示波器。

四、实验线路

见图5—1。

五、实验方法

1.IGBT主要参数测试

(1)开启阀值电压V GS(th)测试

在主回路的“1”端与IGBT的“18”端之间串入毫安表,将主回路的“3”与“4”端分别与IGBT管的“14”与“17”端相连,再在“14”与“17”端间接入电压表,并将主回路电位器RP左旋到底。将电位器RP逐渐向右旋转,边旋转边监视毫安表,当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS(th)。

读取6—7组I D、Vgs,其中I D=1mA必测,填入表5—1。

表5—1

(2)跨导g FS测试

在主回路的“2”端与IGBT的“18”端串入安培表,将RP左旋到底,其余接线同上。

将RP逐渐向右旋转,读取I D与对应的V GS值,测量5—6组数据,填入表5—2。

表5—2

(3)导通电阻R DS测试

将电压表接入“18”与“17”两端,其余同上,从小到大改变V GS,读取I D与对应的漏源电压V DS,测量5—6组数据,填入表5—3。

表5—3

2.EXB840性能测试

(1)输入输出延时时间测试

IGBT部分的“1”与“13”分别与PWM波形发生部分的“1”与“2”相连,再将IGBT部分的“10”与“13”、与门输入“2”与“1”相连,用示波器观察输入“1”与“13”及EXB840输出“12”与“13”之间波形,记录开通与关断延时时间。

t on= ,t off= 。

(2)保护输出部分光耦延时时间测试

将IGBT部分“10”与“13”的连线断开,并将“6”与“7”相连。用示波器观察“8”与“13”及“4”与“13” 之间波形,记录延时时间。

(3)过流慢速关断时间测试

接线同上,用示波器观察“1”与“13”及“12”与“13”之间波形,记录慢速关断时间。

(4)关断时的负栅压测试

断开“10”与“13”的相连,其余接线同上,用示波器观察“12”与“17”之间波形,记录关断时的负栅压值。

(5)过流阀值电压测试

断开“10”与“13”,“2”与“1”的相连,分别连接“2”与“3”,“4”与“5”,“6”与“7”,将主回路的“3”与“4”分别和“10”与“17”相连,即按照以下表格的说明连线。

RP左旋到底,用示波器观察“12”与“17”之间波形,将RP逐渐向右旋转,边旋转边监视波形,一旦该波形消失时即停止旋转,测出主回路“3”与“4”之间电压值,该值即为过流保护阀值电压值。

(6)4端外接电容器C1功能测试——供教师研究用

EXB840使用手册中说明该电容器的作用是防止过流保护电路误动作(绝大部分场合不需要电容器)。

a.C1不接,测量“8”与“13”之间波形。

b.“9”与“13”相连时,测量“8”与“13” 之间波形,并与上述波形相比较。

3.开关特性测试

(1)电阻负载时开关特性测试

将“1”与“13”分别与波形发生器“1”与“2”相连,“4”与“5”,“6”与“7”,‘2“与”3“,“12”与“14”,“10”与“18”,“17”与“16”相连,主回路的“1”与“4”分别和IGBT部分的“18”与“15”相连。即按照以下表格的说明连线。

(2)电阻,电感负载时开关特性测试

将主回路“1”与“18”的连线断开,再将主回路“2”与“18”相连,用示波器分别观察“18”与“15”及“16”与“15”的波形,记录开通延迟时间。

(3)不同栅极电阻时开关特性测试

将“12”与“14”的连线断开,再将“11”与“14”相连,栅极电阻从R5=3kΩ改为R4=27Ω,其余接线与测试方法同上。

4.并联缓冲电路作用测试

(1)电阻负载,有与没有缓冲电路时观察“14”与“17”及“18”与“17”之间波形。

(2)电阻,电感负载,有与没有缓冲电路时,观察波形同上。

5.过流保护性能测试,栅计电阻用R4

在上述接线基础上,将“4”与“5”,“6”与“7”相连,观察“14”与“17”之间波形,然后将“10”与“18”之间连线断开,并观察驱动波形是否消失,过流指示灯是否发亮,待故障消除后,揿复位按钮即可继续进行试验。

六、实验报告

1.根据所测数据,绘出IGBT的主要参数的表格与曲线。

2.绘出输入、输出及对光耦延时以及慢速关断等波形,并标出延时与慢速关断时间。

3.绘出所测的负栅压值与过流阀值电压值。

4.绘出电阻负载,电阻电感负载以及不同栅极电阻时的开关波形,并在图上标出t ON与t OFF。

5.绘出电阻负载与电阻、电感负载有与没有并联缓冲电路时的开关波形,并说明并联缓冲电路的作用。

6.过流保护性能测试结果,并对该过流保护电路作出评价。

7.实验的收获、体会与改进意见。

七、思考题

1.试对由EXB840构成的驱动电路的优缺点作出评价。

2.在选用二极管V1时,对其参数有何要求?其正向压降大小对IGBT的过流保护功能有何影响?

、无反并联寄生二极管,电流、电压容量以及使用中的注意事项等方面作一分析比较。

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IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。MOSFET由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,与同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。

1.IGBT的结构与工作原理

图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。

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,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。

2.IGBT 的工作特性

1.静态特性

IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高,Id 越大。它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。

IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内,Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。

IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时,由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管,所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on) 可用下式表示:

Uds(on) =Uj1 +Udr +IdRoh

式中Uj1 ——JI 结的正向电压,其值为0.7 ~1V ;Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降;Roh ——沟道电阻。

通态电流Ids 可用下式表示:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos ——流过MOSFET 的电流。

由于N+ 区存在电导调制效应,所以IGBT 的通态压降小,耐压1000V的IGBT 通态压降为2 ~3V 。IGBT 处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。

2.动态特性

IGBT 在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET 来运行的,只是在漏源电压Uds 下降过程后期,PNP 晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on) 为开通延迟时间,tri 为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton 即为td (on) tri 之和。漏源电压的下降时间由tfe1 和tfe2 组成。

IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压,栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时,必须基于以下的参数来进行:器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅极- 发射极阻抗大,故可使用MOSFET驱动技术进行触发,不过由于IGBT的输入电容较MOSFET 为大,故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。

IGBT的开关速度低于MOSFET,但明显高于GTR。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间,但关断时间随栅极和发射极并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约3~4V,和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和GTR接近,饱和压降随栅极电压的增加而降低。

正式商用的高压大电流IGBT器件至今尚未出现,其电压和电流容量还很有限,远远不能满足电力电子应用技术发展的需求,特别是在高压领域的许多应用中,要求器件的电压等级达到10KV以上。目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原则研制出了8KV的IGBT器件,德国的EUPEC生产的6500V/600A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用,日本东芝也已涉足该领域。与此同时,各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低成本技术,主要采用1um 以下制作工艺,研制开发取得一些新进展。

3.IGBT的工作原理

N沟型的IGBT工作是通过栅极-发射极间加阀值电压VTH以上的(正)电压,在栅极电极正下方的p层上形成反型层(沟道),开始从发射极电极下的n-层注入电子。该电子为p+n-p晶体管的少数载流子,从集电极衬底p+层开始流入空穴,进行电导率调制(双极工作),所以可以降低集电极-发射极间饱和电压。工作时的等效电路如图1(b)所示,IGBT的符号如图1(c)所示。在发射极电极侧形成n+pn-寄生晶体管。若n+pn-寄生晶体管工作,又变成p+n-pn+晶闸管。电流继续流动,直到输出侧停止供给电流。通过输出信号已不能进行控制。一般将这种状态称为闭锁状态。

为了抑制n+pn-寄生晶体管的工作IGBT采用尽量缩小p+n-p晶体管的电流放大系数α作为解决闭锁的措施。具体地来说,p+n-p的电流放大系数α设计为0.5以下。IGBT的闭锁电流IL为额定电流(直流)的3倍以上。IGBT 的驱动原理与电力MOSFET基本相同,通断由栅射极电压uGE决定。

(1)导通

IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似,主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分),其中一个MOSFET驱动两个双极器件。基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。当正栅偏压使栅极下面反演P基区时,一个N沟道形成,同时出现一个电子流,并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内,那么,J1将处于正向偏压,一些空穴注入N-区内,并调整阴阳极之间的电阻率,这种方式降低了功率导通的总损耗,并启动了第二个电荷流。最后的结果是,在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑:一个电子流(MOSFET 电流);空穴电流(双极)。uGE 大于开启电压UGE(th)时,MOSFET内形成沟道,为晶体管提供基极电流,IGBT导通。

(2)导通压降:电导调制效应使电阻RN减小,使通态压降小。

(3)关断

电流在开关阶段迅速下降,集电极电流则逐渐降低,这是因为换向开始后,在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低,完全取决于关断时电荷的密度,而密度又与几种因素有关,如掺杂质的数量和拓扑,层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形,集电极电流引起以下问题:功耗升高;交叉导通问题,特别是在使用续流二极管的设备上,问题更加明显。

鉴于尾流与少子的重组有关,尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此,根据所达到的温度,降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的,尾流特性与VCE、IC和TC 有关。

栅射极间施加反压或不加信号时,MOSFET内的沟道消失,晶体管的基极电流被切断,IGBT关断。

(4)反向阻断。

当集电极被施加一个反向电压时,J1 就会受到反向偏压控制,耗尽层则会向N-区扩展。因过多地降低这个层面的厚度,将无法取得一个有效的阻断能力,所以,这个机制十分重要。另一方面,如果过大地增加这个区域尺寸,就会连续地提高压降。

(5)正向阻断。

当栅极和发射极短接并在集电极端子施加一个正电压时,P/NJ3结受反向电压控制。此时,仍然是由N漂移区中的耗尽层承受外部施加的电压。

(6)闩锁。

IGBT在集电极与发射极之间有一个寄生PNPN晶闸管。在特殊条件下,这种寄生器件会导通。这种现象会使集电极与发射极之间的电流量增加,对等效MOSFET的控制能力降低,通常还会引起器件击穿问题。晶闸管导通现象被称为IGBT闩锁,具体地说,这种缺陷的原因互不相同,与器件的状态有密切关系。通常情况下,静态和动态闩锁有如下主要区别:

当晶闸管全部导通时,静态闩锁出现。

只在关断时才会出现动态闩锁。这一特殊现象严重地限制了安全操作区。

为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象,有必要采取以下措施:一是防止NPN部分接通,分别改变布局和掺杂级别。二是降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。

此外,闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响,因此,它与结温的关系也非常密切;在结温和增益提高的情况下,P基区的电阻率会升高,破坏了整体特性。因此,器件制造商必须注意将集电极最大电流值与闩锁电流之间保持一定的比例,通常比例为1:5。

当前普遍采用的IGBT短路或过流保护方式是通过检测Vce的电压值来实现的[5],当IGBT出现短路或过流时,其工作区将退出饱和区而使Vce电压升高,具体的保护电路原理如图6所示。通过二极管D与IGBT的集电极相连来实现IGBT的欠饱和检测,Vce电压升高将相应地使串联二极管的阳极电位升高,当超过设定的短路门限时保护电路动作,关断IGBT。由于IGBT在开通初期的集电极电压比较高,如果此时保护电路工作可能造成误动作,必须设置一个盲区时间,在此时间内短路保护电路是不工作的。此功能是通过开关S和外接并联电阻Rce和电容Cce来实现的,当IGBT关断时,S开通,电容Cce被充电到15V,当IGBT开通时,S关断,Cce电容经Rce放电,放电终止电压为:

这样就可以使得在IGBT开通初期,参考电压高于检测电压,防止保护电路误动作,正常工作时的波形如图7(a)所示。发生短路或过流故障时的波形如图7(b)所示。

图6短路保护电路原理图

(a) (b)

图7 保护电路波形

驱动信号的隔离传输方式

考虑高压大功率IGBT驱动器工作在高电压环境,为了保证控制器不受高压侧的影响,驱动脉冲信号必须经过隔离后再传送到IGBT的栅极。通常的隔离方式有光隔离和磁隔离,光隔离又包括光耦隔离和光纤隔离,光耦隔离方式由于隔离电压相对较低,存在传输延迟、老化和可靠性等方面的问题,在直流母线电压超过80 0V的高压应用场合很少采用。而采用脉冲变压器隔离方式(磁隔离)可以实现相对较高的隔离电压,而且变压器的可靠性高,传输延迟小,可以实现较高的开关频率,不存在老化的问题,因此在高压IGBT驱动器中多数采用脉冲变压器作为隔离元件来完成驱动信号的隔离传输。

传统的驱动用脉冲变压器是将放大后的脉冲信号隔离后直接驱动IGBT或功率MOS管,其基本的电路原理如图2所示。初级串联电容的作用是去除驱动脉冲的直流分量。次级并联的稳压管用于防止输出电压过高而损坏功率开关管。这种工作方式无需单独的驱动电源,电路设计简单,成本也比较低。但是当驱动脉冲的占空比变化范围比较大,特别是在占空比比较大时,由于变压器输出波形在一个周期的伏秒面积必须相等,可能

器磁芯的饱和问题也限制了控制脉冲的导通时间。另外一个缺点是驱动波形存在失真,特别是在驱动大功率I GBT时,由于IGBT的输入电容比较大,脉冲变压器次级输出的驱动脉冲波形很难满足驱动要求。因此,这种驱动方式主要应用于小功率的开关电源中。

图2脉冲变压器隔离驱动电路图

对于高压大功率IGBT,上述驱动方式显然无法应用。通常采用的方法是调制驱动脉冲信号,将其上升沿和下降沿转换为两个反相的窄脉冲信号,脉冲变压器只是将这两个脉冲信号耦合到次级,再通过次级重构的方法还原驱动脉冲信号。其工作原理如图3所示。

图3脉冲边缘耦合传递方式

此种方法可称为脉冲边缘耦合传递方式。这种方式的优点是脉冲变压器只传递脉冲宽度固定的窄脉冲信号,可以适应占空比宽范围变化的驱动脉冲信号。由于变压器传递的是窄脉冲信号,变压器的磁芯和绕组可以取比较小的值,相应的漏感和分布电容也比较小,这都有利于脉冲变压器的设计和信号的传输。不足之处是增加了变换和重构电路,电路相对比较复杂一些。图4为变换后脉冲变压器初级实验波形。

2.3 内置DC/DC隔离变换器

大功率IGBT驱动模块为了方便用户对驱动电源的设计,内部通常都自带了DC/DC变换器。具有高隔离电压等级的DC/DC变换器无需用户单独设计隔离电源,集成的隔离变换器通常采用半桥式或推挽式的结构,为了增加隔离电压,简化变换器控制电路,一般不带闭环控制,个别驱动器在输出端增加了线性稳压电源来实现驱动电压的稳定。为了减小变压器的体积,工作频率多在100kHz以上。在高压大功率应用场合,根据不同的母线电压,驱动器初次级之间必须要求具有很高的隔离电压耐量,900V DC的母线电压要求至少有4k V AC 的隔离电压。另外一个必须考虑的因素是dv/dt耐量,当IGBT高速开关时,可能产生非常高的dv/d t,此信号可以经过隔离变压器或脉冲变压器耦合到初级控制电路,对控制电路产生干扰。因此,在隔离变压器的设计时还要求其具有非常小的初次级耦合电容,根据对dv/dt耐量具体的要求来决定其变压器耦合电容容量大小,通常情况下都要小于20pF。

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 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,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高,Id 越大。它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内,Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时,由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管,所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on) 可用下式表示: Uds(on) =Uj1 +Udr +IdRoh 式中Uj1 —— JI 结的正向电压,其值为0.7 ~1V ;Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降;Roh ——沟道电阻。

工会基本职责和职能

工会的社会职能 一、维护职能:是工会的基本职责,是工会服务于党的中心任务的主要手段。在维护全国人民总体利益的同时,更好地表达和维护职工群众的具体利益。突出工会工作的特色。 二、建设职能:动员和组织职工积极参加建设和改革,完成经济和社会发展任务,促进两个文明建设,推动社会全面进步。 三、参与职能:代表和组织职工参与国家和社会事务管理,参与企业、事业和机关的管理。 四、教育职能:教育职工不断提高思想道德素质和科学文化素质,建设有理想、有道德、有文化、有纪律的职工队伍。

工会工作的总体要求 以理论和党的基本路线为指导,按照“三个代表”的要求,最大限度地把广大教职工组织到工会中来,最大限度地维护广大教职工的合法权益,最大限度地保护、调动和发挥广大教职工的积极性、创造性,在改革、发展和稳定的大局中更好地发挥教职工的主体能动作用。

工会基层委员会的基本任务 一、执行会员大会或会员代表大会的决议和上级工会的决定,主持基层工会的日常工作。 二、代表和组织教职工依照法律规定,通过教职工代表大会和其它形式,参加学校管理和监督。学校工会委员会是教职工代表大会工作机构,负责教职工代表大会的日常工作,检查、督促教职工代表大会的执行。 三、参与协调劳动关系和调解劳动争议,与学校行政方面建立协商制度,协商解决涉及教职工切身利益的问题,帮助和指导教职工与学校行政方面签订劳动合同,代表教职工与学校行政方面签订集体合同或其他协议并监督执行。 四、组织职工开展劳动竞赛、合理化建议、教育教学革新,总结推广先进经验。做好先进工作者和岗位能手等的评选、表彰、培养的管理工作。 五、对教职工进行思想政治教育,鼓励支持教职工学习文化科学知识和教育教学理念,开展健康的文化体育活动。办好工会文化、教育、体育事业。 六、监督有关法律、法规的贯彻执行。协助和督促行政方面做好劳动保险,劳动保护工作,办好教职工集体福利事业,改善职工生活。 七、维护女职工的特殊利益,同歧视、虐待、摧残、迫害女教职工的现象作斗争。

igbt工作原理及应用

igbt工作原理及应用 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的保护 引言 绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点,又具有双极型器件容量大的优点,因而,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。在中大功率的开关电源装置中,IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点,已逐步取代晶闸管或GTO。但是在开关电源装置中,由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下,使得它容易损坏,另外,电源作为系统的前级,由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大,故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。因而,在选择IGBT时除了要作降额考虑外,对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。 1 IGBT的工作原理 IGBT的等效电路如图1所示。由图1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 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定:

——IGBT栅极与发射极之间的电压; ——IGBT集电极与发射极之间的电压; ——流过IGBT集电极-发射极的电流; ——IGBT的结温。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压,流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流,IGBT的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。 2 保护措施 在进行电路设计时,应针对影响IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相应的保护措施。 2.1 IGBT栅极的保护 IGBT的栅极-发射极驱动电压VGE的保证值为±20V,如果在它的栅极与发射极之间加上超出保证值的电压,则可能会损坏IGBT,因此,在IGBT的驱动电路中应当设置栅压限幅电路。另外,若IGBT的栅极与发射极间开路,而在其集电极与发射极之间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在,使得栅极电位升高,集电极-发射极有电流流过。这时若集电极和发射极间处于高压状态时,可能会使IGBT发热甚至损坏。如果设备在运输或振动过程中使得栅极回路断开,在不被察觉的情况下给主电路加上

解析IGBT工作原理及作用

解析IGBT工作原理及作用 一、IGBT是什幺 ?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,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, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小, 开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流 系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 ?通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。 ?二、IGBT模块 ?IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降 低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工 作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 ?IGBT的等效电路如图1所示。由图1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,

IGBT驱动原理

IGBT 驱动原理 目录 一、简介 二、工作原理 三、技术现状 四、测试方法 五、选取方法 简介: 绝缘栅双极晶体管IGBT 是第三代电力电子器件,安全工作,它集功率晶体管GTR 和功率场效应管MOSFET的优点于一身,具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 的特点,是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高 效率的变频电源、电机调速、UPS 及逆变焊机当中。IGBT 的驱动和保护是其应用中的关 键技术。 1 IGBT 门极驱动要求 1.1 栅极驱动电压 因IGBT 栅极- 发射极阻抗大,故可使用MOSFET 驱动技术进行驱动,但IGBT 的输入电容较MOSFET 大,所以IGBT 的驱动偏压应比MOSFET驱动所需偏压强。图 1 是一个典型的例子。在+20 ℃情况下,实测60 A ,1200 V 以下的IGBT 开通电压阀值为 5 ~6 V ,在实际使用时,为获得最小导通压降,应选取Ugc ≥(1.5 ~3)Uge(th) ,当Uge 增加时,导通时集射电压Uce 将减小,开通损耗随之减小,但在负载短路过程中Uge 增加,集电极电流Ic 也将随之增加,使得IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄,因此Ugc 的选择不应太大,这足以使IGBT 完全饱和,同时也限制了短路电流及其所带来的应力( 在具有短路工作过程的设备中,如在电机中使用IGBT 时,+Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值,以提高其耐短路能力) 。

1.2 对电源的要求 对于全桥或半桥电路来说,上下管的驱动电源要相互隔离,由于IGBT 是电压控制器件,所需要的驱动功率很小,主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电,要求能提供较大的瞬时电流,要使IGBT 迅速关断,应尽量减小电源的内阻,并且为防止IGBT 关断时产生的du/dt 误使IGBT 导通,应加上一个-5 V 的关栅电压,以确保其完全可靠的关断 ( 过大的反向电压会造成IGBT 栅射反向击穿,一般为-2 ~10 V 之间) 。 1.3 对驱动波形的要求 从减小损耗角度讲,门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭,前沿很陡的门极电压使IGBT 快速开通,达到饱和的时间很短,因此可以降低开通损耗,同理,在IGBT 关断时,陡峭的下降沿可以缩短关断时间,从而减小了关断损耗,发热量降低。但在实际使用中,过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下,IGBT 过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压Ldi/dt ,并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时,应根据电路中元件的耐压能力及du/dt 吸收电路性能综合考虑。 1.4 对驱动功率的要求 由于IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率,最小峰值电流可由下式求出: I GP = △ U ge /R G +R g ; 式中△Uge=+Uge+|Uge| ;RG 是IGBT 内部电阻;Rg 是栅极电阻。 驱动电源的平均功率为: P AV =C ge △ Uge 2 f, 式中. f 为开关频率;Cge 为栅极电容。 1.5 栅极电阻 为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡,减小IGBT 集电极的电压尖峰,应在IGBT 栅极串上合适的电阻Rg 。当Rg 增大时,IGBT 导通时间延长,损耗发热加剧;Rg 减小时,di/dt 增高,可能产生误导通,使IGBT 损坏。应根据IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间( 在具体应用中,还应根据实际情况予以适当调整) 。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏 IGBT ,建议在栅射间加入一电阻Rge ,阻值为10 k Ω左右。 1.6 栅极布线要求 合理的栅极布线对防止潜在震荡,减小噪声干扰,保护IGBT 正常工作有很大帮助。 a .布线时须将驱动器的输出级和lGBT 之间的寄生电感减至最低( 把驱动回路包围的面积减到最小) ; b .正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路,防止功率电路和控制电路之间的耦合; c .应使用辅助发射极端子连接驱动电路; d .驱动电路输出不能和IGBT 栅极直接相连时,应使用双绞线连接(2 转/ cm) ; e .栅极保护,箝位元件要尽量靠近栅射极。 1.7 隔离问题

工会基础知识培训课件

工会基础知识培训课件 中国工会是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织。这表明,中国工会的本质属性是工人阶级的阶级性、群众性和政治性的有机统一。以下是小编整理的工会基础知识培训课件,欢迎阅读。 1、我国工人阶级是什么时候诞生的? 答:我国工人阶级诞生于1840年以后,是在近代工业企业中,开始诞生并逐渐发展壮大的。 2、中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台的标志是什么? 答:在1919年五四运动中,以上海为中心的全国工人总同盟罢工,推动了爱国运动取得决定性胜利,标志着中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台。 3、上海共产党早期组织领导下建立的第一个工会是什么? 答:上海机器工会 4、北京的共产党早期组织领导在长辛店建立的工会为了同旧式工会相区别,取名为什么? 答:长辛店工人俱乐部 5、请简述中国共产党领导工人运动的组织机构的历史沿革。 答:①1921年8月成立的中国劳动组合书记部;②1925年5月成立的中华全国总工会;③1939年4月成立的中共中央职工运动委员会;④1945年4月成立的中国解放区职工联合会筹备委员会。⑤1948年8月,在哈尔滨召开的第六次全国劳动大会决定恢

复重建中华全国总工会。 6、新中国第一部《工会法》颁布于什么时候? 答:新中国第一部《工会法》颁布于1950年6月。 7、中国工会的性质是什么? 答:《中国工会章程》明确规定:“中国工会是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织”。这表明,中国工会的本质属性是工人阶级的阶级性、群众性和政治性的有机统一。 8. 工会的根本活动准则是什么? 答:工会必须遵守和维护宪法,以宪法为根本的活动准则。 9、中国工会的群众性主要体现在什么方面? 答:中国工会群众性特征主要体现在参加工会组织及其活动的自愿性、民主性和吸纳工人阶级队伍成员的广泛性。 10、简述工会阶级性、群众性和政治性的关系。 答:中国工会的本质属性是阶级性、群众性和政治性的有机统一;群众性以阶级性为限度;阶级性以群众性为基础;阶级性、群众性以政治性为保证。 11、中国工会的政治地位主要表现为什么? 答:工会是党联系职工群众的桥梁和纽带,是国家政权的重要社会支柱,是职工利益的代表者、维护者。 12、中国工会的法律地位表现为什么? 答:中国工会的法律地位表现为工会的法定权利与义务以及工会的法人资格等。其中,从法定权利来说,工会的代表权是工

工会工作基本知识学习知识学习问答题

工会工作基本知识学习问答题 篇一:工会基础知识学习问答 工会基础知识学习问答 1、中国工会的性质 中国工会是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织,是党联系职工群众的桥 梁和纽带,是国家政权的重要社会支柱,是会员和职工利益的代表。 2、胡锦涛总书记在接见全总工会新一届领导班子成员和工会十五大部分代表时,对新的历史条件下发挥工人阶级主力军作用提出哪些新的要求和发挥工会的什么作用 要求:一是要求我国工人阶级成为继续解放思想、锐意改革创新的时代先锋。 二是要求我国工人阶级成为推动科学发展、促进社会和谐的行动楷模。 作用:要充分发挥工会“大学校”作用,把提高职工队伍整体素质作为一项战略任务抓紧抓好。 3、中国工会十五大的报告中提出的今后五年的目标任务是什么 推动科学发展,以创建“工人先锋号”为载体,广泛开展职工建功立业活动,大力实施职工素质建设工程,更加充分地发挥工人阶级主力军作用;促进社会和谐,以创建劳动关系和谐企业为手段,大

力发展和谐劳动关系,维护职工队伍和社会稳定;推动共建共享,以劳动就业、收入分配、社会保障和劳动安全卫生为重点,健全完善维权机制,不断增强维权实效;加强民主管理和基层民主建设,以职代会为基本制度,扩大有序参与,维护职工民主政治权利;激发组织活力,以加强基层工会建设为着力点,提高领导机关服务基层、服务职工的水平,增强工会组织吸引力、凝聚力。 4、中国特色社会主义工会维权观的基本内涵是什么 以职工为本,主动维权、依法维权、科学维权。 5、“组织起来、切实维权”的工会工作方针是在什么条件下提出来的 2004年底,中提出了“组织起来、切实维权”的工会工作方针,是在正确认识完善社会主义市场经济体制所带来的新情况、新问题,准确把握当前职工队伍发展现状和特点,全面分析国内外工会运动变化的形势和基础上提出来的,它是工会实践“三个代表”重要思想的具体体现,是工会工作长期实践经验的概括总结和工会理论创新的崭新成果,是对社会主义市场经济条件下工会工作特点和规律的充分反映。 6、上级工会在组建基层工会工作中的作用是什么 根据的规定,“上级工会可以派员帮助和指导企业职工组建工会,任何单位和个人不得阻挠”。 7、基层工会怎样建立女职工委员会 企业、事业单位、机关和其他社会组织中有女会员10名以上的应建立女职工委员会,不足10名的可以设女职工委员。女职工200

IGBT系列焊机工作原理

第十一章IGBT系列焊机工作原理 一、功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中,晶闸管(可控硅)的开关频率最低约1000次/秒左右,一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点: 场效应管的突出优点在于其极高的开关频率,其每秒钟可开关50万次以上,耐压一般在500V以上,耐温150℃(管芯),而且导通电阻,管子损耗低,是理想的开关器件,尤其适合在高频电路中作开关器件使用。 但是场效应管的工作电流较小,高的约20A低的一般在9A左右,限制了电路中的最大电流,而且由于场效应管的封装形式,使得其引脚的爬电距离(导电体到另一导电体间的表面距离)较小,在环境高压下容易被击穿,使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。 2、IGBT的特点: IGBT即双极型绝缘效应管,符号及等效电路图见图11.1,其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。但它可以通过大电流(100A以上),而且由于外封装引脚间距大,爬电距离大,能抵御环境高压的影响,安全可靠。 图11.1 二、场效应管逆变焊机的特点 由于场效应管的突出优点,用场效应管作逆变器的开关器件时,可以把开关频率设计得很高,以提高转换效率和节省成本(使用高频率变压器以减小焊机的体积,使焊机向小型化,微型化方便使用。(高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。 但无论弧焊机还是切割机,它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求,一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本,又降低了电路的稳定性和可靠性。 三、IGBT焊机的特点 IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低,电流大,焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同,不但体积增大,各类技术参数也改变了。

IGBT的工作原理与工作特性

IGBT的工作原理和工作特性 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,流过反向基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。 IGBT的工作特性包括静态和动态两类: 1.静态特性 IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,

其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示: Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh (2-14) 式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV; Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。 通态电流Ids可用下式表示: Ids=(1+Bpnp)Imos (2-15) 式中Imos——流过MOSFET的电流。 由于N+区存在电导调制效应,所以IGBT的通态压降小,耐压1000V 的IGBT通态压降为2~3V。IGBT处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。 2.动态特性 IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET来运行的,只是在漏源电压Uds下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间,tri为电流上升时间。实际应

工会基础知识

工会基础知识读本 1. 我国工人阶级是什么时候诞生的? 答:我国工人阶级诞生于1840年以后,是在近代工业企业中,开始诞生并逐渐发展壮大的。 2. 中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台的标志是什么? 答:在1919年五四运动中,以上海为中心的全国工人总同盟罢工,推动了爱国运动的决定性胜利,标志着中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台。 3. 新中国第一部《工会法》颁布于什么时候? 答:新中国第一部《工会法》颁布于1950年6月。 4. 中国工会的性质是什么? 答:《中国工会章程》明确规定:“中国工会是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织。”这表明,中国工会的本质属性是工人阶级的阶级性、群众性和政治性的有机统一。 5. 中国工会的群众性主要体现在什么方面? 答:中国工会的群众性特征主要体现在参加工会组织及其活动的自愿性、民主性和吸纳工人阶级队伍成员的广泛性。 6.中国工会的法律地位表现为什么? 答:中国工会的法律地位表现为工会的法定权利与义务以及工会的法人资格等。其中,从法定权利来说,工会的代表权是工会的各项权利的前提,工会的维护权、参与权、平等协商权、监督权是实质内容。7.中国特色社会主义工会发展道路的重大现实意义是什么? 答:指明了中国工会的发展方向。 8.做好工会工作的根本政治原则和根本政治保证是什么? 答:直接接受中国共产党的领导。

9.坚持走中国特色社会主义工会发展道路的行动指南是什么? 答:中国特色社会主义理论体系。 10.工会工作的生命线是什么? 答:密切联系职工群众。 11.发展工人阶级先进性的基础工程和战略任务是什么? 答:全面提高职工队伍的整体素质。 12.坚持走中国特色社会主义工会发展道路在组织上的要求是什么?答:维护工人阶级的团结和工会组织的统一。 13.坚定不移的走中国特色社会主义工会发展道路的核心、根本和关键分别是什么? 答:核心是坚持中国共产党的领导,根本是坚持社会主义性质,关键是坚持维护职工合法权益 14.新形势下中国工会的工作方针是什么? 答:组织起来、切实维权。 15.全总提出的“两个普遍”要求的内容是什么? 答:依法推动企业普遍建立工会组织,依法推动企业普遍开展工资集体协商。 16.《工会法》和《中国工会章程》中规定了工会哪些思想组织原则?答:(1)全国建立统一的中华全国总工会;(2)实行同级党组织和上级工会双重领导,以同级党组织领导为主的原则;(3)民主集中制原则;(4)产业与地方结合的组织领导原则。 17.《工会法》和《中国工会章程》中规定了工会那五项组织制度?答:(1)会员大会或会员代表大会制度;(2)基层工会代表大会代表常任制;(3)民主选举制度;(4)联合制、代表制;(5)委员替补、增补制。 18.中国境内各级各类工会组织的最高领导机关是什么?

工会基础知识

工会基础知识读本 1、我国工人阶级就是什么时候诞生的? 答:我国工人阶级诞生于1840年以后,就是在近代工业企业中,开始诞生并逐渐发展壮大的。 2、中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台的标志就是什么?答:在1919年五四运动中,以上海为中心的全国工人总同盟罢工,推动了爱国运动的决定性胜利,标志着中国工人阶级以独立的姿态登上历史舞台。 3、新中国第一部《工会法》颁布于什么时候? 答:新中国第一部《工会法》颁布于1950年6月。 4、中国工会的性质就是什么? 答:《中国工会章程》明确规定:“中国工会就是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织。”这表明,中国工会的本质属性就是工人阶级的阶级性、群众性与政治性的有机统一。 5、中国工会的群众性主要体现在什么方面? 答:中国工会的群众性特征主要体现在参加工会组织及其活动的自愿性、民主性与吸纳工人阶级队伍成员的广泛性。 6. 中国工会的法律地位表现为什么? 答:中国工会的法律地位表现为工会的法定权利与义务以及工会的法人资格等。其中,从法定权利来说,工会的代表权就是工会的各项权利的前提,工会的维护权、参与权、平等协商权、监督权就是实质内容。 7.中国特色社会主义工会发展道路的重大现实意义就是什么?答:指明了中国工会的发展方向。 8.做好工会工作的根本政治原则与根本政治保证就是什么? 答:直接接受中国共产党的领导。 9.坚持走中国特色社会主义工会发展道路的行动指南就是什么?

答:中国特色社会主义理论体系。 10.工会工作的生命线就是什么? 答:密切联系职工群众。 11.发展工人阶级先进性的基础工程与战略任务就是什么? 答:全面提高职工队伍的整体素质。 12.坚持走中国特色社会主义工会发展道路在组织上的要求就是什么? 答:维护工人阶级的团结与工会组织的统一。 13.坚定不移的走中国特色社会主义工会发展道路的核心、根本与关键分别就是什么? 答:核心就是坚持中国共产党的领导,根本就是坚持社会主义性质,关键就是坚持维护职工合法权益 14.新形势下中国工会的工作方针就是什么? 答:组织起来、切实维权。 15.全总提出的“两个普遍”要求的内容就是什么? 答:依法推动企业普遍建立工会组织,依法推动企业普遍开展工资集体协商。 16.《工会法》与《中国工会章程》中规定了工会哪些思想组织原则?答:(1)全国建立统一的中华全国总工会;(2)实行同级党组织与上级工会双重领导,以同级党组织领导为主的原则;(3)民主集中制原则;(4)产业与地方结合的组织领导原则。 17.《工会法》与《中国工会章程》中规定了工会那五项组织制度?答:(1)会员大会或会员代表大会制度;(2)基层工会代表大会代表常任制;(3)民主选举制度;(4)联合制、代表制;(5)委员替补、增补制。 18.中国境内各级各类工会组织的最高领导机关就是什么? 答:中华全国总工会。

工会工作基本常识及法律法规知识试

工会知识及相关法律法规 1、《中华人民共和国工会法》共几章几条? 答:共七章、五十七条。第一章总则;第二章工会组织;第三章工会的权利和义务;第四章基层工会组织;第五章工会的经费和财产;第六章法律责任;第七章附则。 2、中国工会的性质是什么? 答:中国工会是中国共产党领导的职工自愿结合的工人阶级群众组织,是党联系职工的桥梁和纽带,是国家政权的重要社会支柱,是会员和职工利益的代表。 3、加入工会具备什么条件? 答:凡在中国境内的企业、事业单位、机关和其他社会组织中,以工资收入为主要生活来源或者与用人单位建立劳动关系的体力劳动者和脑力劳动者,不分民族、种族、性别、职业、宗教信仰、教育程度、承认工会章程,都可以加入工会为会员。 4、工会的基本职责是什么? 答:维护职工的合法权益是工会的基本职责。 5、加入工会如何办理手续? 答:由本人自愿申请,经工会基层委员会批准并发给会员证。 6、《中华人民共和国工会法》第十条就企业职工较多的乡、镇、城市街道,建立工会组织是如何规定的? 答:可以建立基层工会联合会。7、《中华人民共和国工会法》是哪年哪月哪日经什么会议通过并施行的? 答:由中华人民共和国第九届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议于2001年10月27日通过,自公布之日起施行。

8、《中华人民共和国工会法》第十条就企业、事业单位、机关建立基层工会委员会是如何规定的? 答:企业、事业单位、机关有会员二十五人以上的,应当建立基层工会委员会;不足二十五人的,可以单独建立基层工会委员会,也可以由两个以上单位的会员联合建立基层工会委员会,也可以选举组织员一人,组织会员开展活动。 9、《中华人民共和国工会法》第十条中对工会组织中女职工委员会建立是如何规定的? 答:女职工人数较多的,可以建立女职工委员会,在同级工会领导下开展工作;女职工人数较少的,可以在工会委员会中设立女职工委员。 10、各级工会委员会由什么大会民主选举产生? 答:工会各级组织按照民主集中制原则建立。各级由会员大会或会员代表大会民主选举产生。企业主要负责人的近亲属不得作为本企业基层工会委员会成员人选。 11、基层工会委员会每届任期几年? 答:三年或者五年。 12、《中华人民共和国工会法》第十三条就设立专职工会主席是如何规定的? 答:职工二百人以上的企业、事业单位的工会,可以设专职工会主席。 13、我国职工民主管理的基本形式是什么? 答:是职工代表大会制度。 14、《新疆维吾尔自治区厂务公开条例》是哪年哪月哪日经什么会议通过?什么时间施行? 答:2008年7月31日新疆维吾尔自治区第十一届人民代表大会常务委员会第四次会议通过,2008年10月1日起施行。

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用 IGBT(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,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。 IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。目前国内缺乏高质量IGBT模块,几乎全部靠进口。绝缘栅双极晶体管(IGBT)是高压开关家族中最为年轻的一位。由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。 IGBT的工作原理和作用通俗易懂版:IGBT就是一个开关,非通即断,如何控制他的通还是断,就是靠的是栅源极的电压,当栅源极加+12V(大于6V,一般取12V到15V)时IGBT 导通,栅源极不加电压或者是加负压时,IGBT关断,加负压就是为了可靠关断。 IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。 IGBT有三个端子,分别是G,D,S,在G和S两端加上电压后,内部的电子发生转移(半导体材料的特点,这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因),本来是正离子和负离子一一对应,半导体材料呈中性,但是加上电压后,电子在电压的作用下,累积到一边,形成了一层导电沟道,因为电子是可以导电的,变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压,这层导电的沟道就消失了,就不可以导电了,变成了绝缘体。 IGBT的工作原理和作用电路分析版:IGBT的等效电路如图1所示。由图1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。 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定: --IGBT栅极与发射极之间的电压;

工会工作创新案例

皮口卫校工会工作创新案例 2016年,皮口卫校工会在总工会的正确领导下,坚持党的领导,深入学习贯彻党的“十八大”精神,紧紧围绕“三三战略”,以“三大创新”为切入点,不断拓展创新工作思路,积极开展与职工切身利益相关的活动。 一、工作创新案例汇报 案例一:“爱心小药箱”,情暖工作面 背景:在春夏秋冬季节交替的时节,由于气候变化不定,人们容易伤风感冒。还由于学校教职工多,学生多的现状,以及个人身体状况不一样,在季节交替容易伤风感冒。在工作面设立“爱心小药箱”。 做法与经过:“哎呀,不好,我的头发烧,可能是昨天降温的缘故。”老周正在检修煤机,看见小王正捂着自己的肚子呲牙咧嘴地说。老周放下手中的活,来到徒弟身边,见小王此时已是满头大汗。老周心想,可能是得了急性肠炎,便对小王说:“不要着急,泵站有药箱,里面有治肠炎的药,你去泵站休息一会,这边检修我一个人能忙得过来。”小王到了泵站,打开药箱,拿出肠炎的药,吃了一粒,休息片刻,肚子慢慢不疼了。小王又返回工作面,积极投入到煤机检修中。 成效与反响:“爱心药箱”是工作面上的“流动医生”,有效地解决了职工和学生突发疾病的情况,使职工和学生的小疾病及时等到医治。事后小王在谈到自己当天的情形时,动情的说:“如果那次自己得不到及时的救治,身体受罪不说,还耽误了检修工作。药箱虽小,但功能巨大啊。”

探讨与启示:“爱心小药箱”的建立充分说明工会要以职工的切身利益为出发点,坚持党的宗旨,做为职工服务工作,履行为职工服务的职责,真正体现党联系职工群众的桥梁纽带作用。工会工作必须坚持服务于职工群众最关心、最直接、最实际利益问题的解决。只有这样,工会组织才能激发职工群众干事业的激情和热情,使职工群众为企业的全面发展进步贡献力量。 案例二:孝心捐款 背景:为了响应学校开展的学习《弟子规》活动,教育职工“行孝悌事,做安全人”,皮口卫校开展了“集体献孝心,捐款为父母”的活动。即鼓励大家自愿捐款,多少不限,在父母生日的当天以集体的名义献上一份孝心和祝福。 做法与经过:小李是一名支架工,这个月上早班,每天起早贪黑,下班回到家就已经近7点钟。为了保证每月出勤足额,小李很少休班,加之工作又忙,平时很少去父母家看看。农历九月初八,不经常来串门的母亲却来看自己,小李以为出了什么事,但见母亲兴高采烈,便知定是好事。母亲说:“难得你还记得今天是我的生日,你们工区领导还专门给我买了个生日蛋糕。你要好好工作,报答企业啊。”小李起初一头雾水,后来想起来前些日子工区组织大家伙集体献孝心,自己捐了10元钱,还登记下了父母的生日。小李听后热泪盈眶,一是自责自己忘记了母亲的生日,而是为集体的这份礼物而感动。 成效与反响:这个活动自开展以来,已为3名职工的父母以集体的名义献了孝心,解决了职工的后顾之忧。在煤炭行业不景气的形势下,职工的出勤得到了保障。在工作中,大家协同互助,安全高效的完成了生产任务。

IGBT 的工作原理和工作特性

IGBT 的工作原理和工作特性 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,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。 当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类: 1.静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。 IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系.IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示 Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh(2-14) 式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV;

工会考试基础知识

工会考试基础知识 1.《中华人民共和国工会法》于哪一年颁布实施?1950 2.截至目前,中国工会已经召开了多少次全国代表大 会?17 3.我国工会在组织结构上,共设置了哪五级工会组织? 中华全国总工会,省级总工会及同级产业工会,市级总工会及同级产业工会,县级总工会及同级产业工会,基层工会。 4.中国工会在国际事务中坚持的方针是什么? 独立自主、互相尊重、求同存异、加强合作、增进友谊 5.中国特色社会主义工会发展道路的核心是坚持中国共产党的领导。 坚定不移地走中国特色社会主义工会发展道路的根本 是______(坚持社会主义性质)。 6.职工200人以上的企业工会依法配备专职工会主席,由同级党组织负责人担任工会主席 的,应另外配备什么职务?专职工会副主席 7.《企业工会工作条例》规定,会 员25人以上的企业建立工会委员会;会员在100人以下的企业工会应召开会员大 会;企业行政负责人、合伙人及其近亲属不能作为本企业工 会委员会成员的人选; 《企业工会工作条例》是根据什么制定的?《工会 法》、《劳动法》《中国工会章程》 8.大型企业工会经上级工会批准,可设立什么机构,负责工会委员会的日常工作?常务委员会 9.全总提出的“两个普遍”要求,指的是依法推动企业普遍建立工会组织,依法推动企业普 遍开展工资集体协商;工资集体协商的形式主要有企业工资集体协商、行业性工资集体协商和区域性工资集体协商。 10.《工会法》规定:“中华全国总工会、地方总工会、产业工会具有社会团体法人资 格,企业工会没有;各全国产业工会是在中华全国总工会领导下的全国一级工会 组织。 11.中国工会的本质属性是阶级性、群众性和政治性的有机统一,没有民主性。 12.中国工会是兼具各种社会功能,推动全面实现工人阶级利益的重要社会团体。(错,应该是 社会政治团体)。 13.1925年,第____次全国劳动大会宣告了中华全国总工会的成立?(第二次) 14.工会基层组织的会员大会或者会员代表大会,每____年至少召开一次?(一年) 中国工会全国代表大会每_____年召开一次?(五年) 15.工会经费的来源之一,是企业、事业单位、机关和其他社会组织按全部职工工资总额的 _______向工会拨缴的经费或者建会筹金。(2%) 16.新形势下中国工会的工作方针是______(组织起来、切实维权)。 17.工会经济技术工作的核心内容是______(劳动竞赛)。 18.工会专职工作人员一般按不低于企业职工人数千分之三的比例配备。 19.工会领导干部实行双重管理,即以同级党委管理为主、上级工会党组协助管理,这种 制度简称为_______(工会干部协管)。 20.工会组织开展普法活动的重点对象是_____(农民工)。 21.工会会员离休、退休和失业,可保留会籍,保留会籍期间免交会费。 《工会法》第四十八条,县以上工会组织离退休人员的经费由谁负担?同级财政。 22.工会的基本职责是_____(维护职工合法权益)。 23. 企业工会主席候选人预备人选应进行公示,公示期是___天(7天)。

IGBT管的结构与工作原理

IGBT管的结构与工作原理 1.IGBT的结构与工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 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,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无 N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内, Id 与Ugs呈线性关系。最

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