一颗指甲盖大年夜小的IGBT芯片就能流过约200A的电流—工作事理浸染_集电极_电流

IGBT是一个超级电子开关，它能耐受超高电压。

我们家中插座里的市电互换电电压是220V，而薄如纸张的IGBT芯片能承受的电压最高可达6500V。
我们一样平常家庭里家用电器全部开启最大电流也不会超过30A，而一颗指甲盖大小的IGBT芯片就能流过约200A的电流!

下图是安装在基板上的4个IGBT芯片和4个二极管芯片。

4个IGBT芯片和4个二极管芯片

但是，像这样袒露的芯片是不能直接用的。
我们须要把芯片再封装到一个外壳里面，外壳中再添补绝缘的材料，把芯片的电极引到外端子上，就形成了能够利用的IGBT产品。

封装好的IGBT

有的外壳里只有一颗IGBT芯片，有的可能会十几颗，二十几颗芯片。
于是，就形成了各种各样的IGBT单管和模块。
单管封装的IGBT的最大电流在100A旁边，IGBT模块的最大额定电流可以达到3600A！

单管

模块

电路图中的IGBT我们一样平常用下图来表示，G表示门极gate，它用来吸收指令。
C表示集电极collector，E表示发射极emitter，集电极和发射极用来导通电流。
平时IGBT是截止的，一旦门极吸收到一个开通指令，电流就会源源不断地从集电极到发射极之间流过。

就好比你家里墙上的开关，按一下，开关闭合，电灯亮起；再按一下，电灯熄灭

当然，操作IGBT，不再是手，而是电子脉冲。

高电平来临时，器件开通；低电平来临时，器件就关断

手动操作开关，可能一秒钟一两次，而我们的电子开关，一秒钟可以开关上万次，几十万次！
这便是我们须要电子开关，也便是功率器件的缘故原由。

IGBT的开通特性

IGBT开通特性

IGBT的开通特性如上图所示，可以通过半桥电路测试。
IGBT VT2在一定的韶光段t1内开通。
根据这个韶光周期和电感L的大小，决定流过负载及IGBT集电极电流的大小。

IGBT VT2在t1时候关断，电流I换流到二极管VD1(t1时候用以描述IGBT关断行为。
一旦韶光到达t2，IGBT VT2再次被开通，这个时候用来描述IGBT的开通畅动。
忽略负载电阻和二极管的压降，IGBT VT2在开通之前承受所有的直流母线电压UDC。

IGBT的开通过程

IGBT开通过程如上图所示。
在IGBT VT2开通后，栅极-集电极电压UGE开始上升。
在韶光t3处，UGE上升到阈值电压UGE(TO)，这时集电极电流IC开始上升。
集电极电流的上升产生了电流变革率diF/dt，同时由于换流利路中的杂散电感，导致集-射电压UCE迅速低落，即

在t4时候，集电极电流IC已经上升到由电感大小决定的额定值。
然而，这时二极管开始关断，由于二极管的反向规复特性，IC连续增大。
最大集电极电流IC，max的值是由以下成分决定的:

PS：IGBT基本事情事理及IGBT的浸染是什么? - 英飞凌的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/365495135/answer/2681921530