步入21世纪后,随着对高压、大电流、高效率及快速开关特性的需求日益增长,传统MOS功率器件已经难以满足很多应用场景的要求,因此,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电路应运而生,成为该问题的解决方案,那么我们为什么需要它?
1、降低导通电阻
IGBT结合了功率MOS和双极结型晶体管的优点,通过双极结型结构产生的少数载流子注入效应,实现了对n-漂移区电导率的调制(即电导调制效应),显著降低了器件的导通电阻,提高了能量转换效率。
2、高压大电流能力
传统MOS功率器件在追求高压时往往面临工作电流减小的难题。IGBT通过优化结构设计,如采用垂直结构(如VDMOS的改进版),有效平衡了高压与大电流的需求,适用于高功率密度应用。
3、快速开关特性
IGBT的栅极由绝缘材料隔离,允许使用高阻抗栅极驱动电路,从而实现了快速的开关动作,减少了开关过程中的能量损耗,提高了系统的动态响应速度。
4、热稳定性与可靠性
IGBT结构的设计使其具有较高的热稳定性和可靠性,能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行,满足了电力电子系统对长期可靠性的严格要求。
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