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IGBT内部结构是怎样的 igbt工作原理是什么

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摘要:igbt结构相当于一个四层半导体的器件,四层器件通过组合PNP和NPN晶体管构成了P-N-P-N排列;igbt模块则由散热基板、DBC基板、IGBT芯片、Diode芯片以及键合线组成。IGBT主要用于把高压直流变为交流,以及变频,这是通过不断激活和停用其栅极端子来实现的。下面一起来了解一下IGBT内部结构是怎样的以及igbt工作原理是什么吧。

一、IGBT内部结构是怎样的

IGBT是绝缘栅双极晶体管的英文简称,是一种三端半导体开关的器件,可用于多种电子设备中的高效快速开关的场景中,一般igbt有三个端子:集电极、发射极和栅极,它们都是附有金属层,但是栅极端子上的金属材料具有二氧化硅层。IGBT结构其实就相当于是一个四层半导体的器件。四层器件是通过组合PNP和NPN晶体管来实现的,它们构成了P-N-P-N排列。

IGBT模块是由IGBT芯片和反并联二极管、驱动电路等组成的,它的结构相比IGBT芯片要复杂很多,一般由以下几部分组成:

1、散热基板:IGBT模块最下面的就是散热基板,主要目的是把IGBT开关过程产生的热量快速传递出去。

2、DBC基板:全称为直接覆铜基板,一共包含3层,中间为陶瓷绝缘层,上下为覆铜层,简单来讲就是在一个绝缘材料的两面覆上一层铜皮,然后在正面刻蚀出能够走电流的图形,背面要直接焊接在散热基板上,因此就不需要刻蚀了。

3、IGBT芯片:IGBT芯片是IGBT模块的核心。

4、Diode芯片:二极管的电流方向是从上至下的,正好与IGBT的电流方向相反。

5、键合线:IGBT芯片、Diode芯片以及DBC的上铜层互连一般采用键合线实现,常用的键合线有铝线和铜线两种。

二、igbt工作原理是什么

IGBT是一种功率晶体管,主要用于变频器逆变和其他逆变电路,将直流电压逆变成频率可调的交流电,其工作原理是通过不断激活和停用其栅极端子来开启、关闭:

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,切断基极电,使IGBT关断。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。

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