IGBT的静态特性曲线
IGBT的静态特性曲线
今天小编带你一起了解一下IGBT的主要参数及IGBT的优缺点,希望能对你有所帮助!
IGBT静态特性曲线包括转移特性曲线和输出特性曲线:其中左侧用于表示IC-VGE关系的曲线叫做转移特性曲线,右侧表示IC-VCE关系的曲线叫做输出特性曲线。下面小编分别详细介绍一下转移特性曲线跟输出特性曲线:
1、转移特性曲线
IGBT的转移特性曲线是指输出集电极电流IC与栅极-发射极电压VGE之间的关系曲线。
为了便于理解,这里我们可通过分析MOSFET来理解IGBT的转移特性。
当VGS=0V时,源极S和漏极D之间相当于存在两个背靠背的pn结,因此不论漏极-源极电压VDS之间加多大或什么极性的电压,总有一个pn结处于反偏状态,漏、源极间没有导电沟道,器件无法导通,漏极电流ID为N+PN+管的漏电流,接近于0。
当0<vgs<vgs(th)时< span="">,栅极电压增加,栅极G和衬底p间的绝缘层中产生电场,使得少量电子聚集在栅氧下表面,但由于数量有限,沟道电阻仍然很大,无法形成有效沟道,漏极电流ID仍然约为0。
当VGS≥VGS(th)时,栅极G和衬底p间电场增强,可吸引更多的电子,使得衬底P区反型,沟道形成,漏极和源极之间电阻大大降低。此时,如果漏源之间施加一偏置电压,MOSFET会进入导通状态。在大部分漏极电流范围内ID与VGS成线性关系,如下图所示。
这里MOSFET的栅源电压VGS类似于IGBT的栅射电压VGE,漏极电流ID类似于IGBT的集电极电流IC。IGBT中,当VGE≥VGE(th)时,IGBT表面形成沟道,器件导通。
2、输出特性曲线
IGBT的输出特性通常表示的是以栅极-发射极电压VGE为参变量时,漏极电流IC和集电极-发射极电压VCE之间的关系曲线。
由于IGBT可等效理解为MOSFET和PNP的复合结构,它的输出特性曲线与MOSFET强相关,因此这里我们依旧以MOSFET为例来讲解其输出特性。
其中当VDS>0且较小时,ID随着VDS的增大而增大,这部分区域在MOSFET中称为可变电阻区,在IGBT中称为非饱和区;
当VDS继续增大,ID-VDS的斜率逐渐减小为0时,该部分区域在MOSFET中称为恒流区,在IGBT中称为饱和区;
当VDS增加到雪崩击穿时,该区域在MOSFET和IGBT中都称为击穿区。
IGBT的栅极-发射极电压VGE类似于MOSFET的栅极-源极电压VGS,集电极电流IC类似于漏极电流ID,集电极-发射极电压VCE类似于漏源电压VDS。
MOSFET与IGBT在线性区之间存在差异(红框所标位置)。
这主要是由于IGBT在导通初期,发射极P+/N-结需要约为0.7V的电压降使得该结从零偏转变为正偏所导致的。
以上是关于IGBT的静态特性曲线的相关内容,希望能您你有所帮助!
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