IGBT-IGBT主要参数-IGBT的测试方法及与mosfet的对比分析

IGBT绝缘栅双极型晶体管模块是场效应晶体管（MOSFET）和电力晶体管（GTR）相结合的产物。它具有输入阻抗高、驱动功率小、开关损耗低、温度特性好以及开关频率高等特点。它比GTR（或BJT）更为新颖。IGBT模块的击穿电压已达到1200V，集电极最大饱和电流已超过1500A，最高工作频率可达30～40kHz，以IGBT为逆变器件的变频器的载波频率一般都在10kHz以上，故电动机的电流波形比较平滑，电磁噪声很小。缺点是断态时的击穿电压较低（最大约3.3kV），功耗较大，电路较复杂。

IGBT测试方法

IGBT是通过栅极驱动电压来控制的开关晶体管，广泛用于变频器中作为直流逆变成交流的电力电子元件。IGBT管的结构和工作原理与场效应晶体管（通常称为MOSFET管）相似。IGBT管的符号如图2所示。G为栅极，C为集电极，E为发射极。

万用表测试IGBT管的方法如下：

（1）确定三个电极假定管子是好的，先确定栅极G。将万用表打到R×10kΩ挡，若测量到某一极与其他两极电阻值为无穷大，而调换表笔后测得该极与其他两极电阻值为无穷大，则可判断此极为栅极（G）。再测量其余两极。若测得电阻值为无穷大，而调换表笔后测得电阻值较小，此时红表笔（实为负极）接的为集电极（C），黑表笔（实为正极）接的为发射极（E）。

（2）确定管子的好坏将万用表打到R×10kΩ挡，用黑表笔接C极，红表笔接E极，此时万用表的指针在零位，用手指同时触及一下G极和C极，万用表的指针摆向电阻值较小的方向（IGBT被触发导通），并指示在某一位置再用手指同时触及G极和E极，万用表的指针回零（IGBT被阻断），即可判断IGBT是好的。

如果不符合上述现象，则可判断IGBT是坏的。用此立法也可测试功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。

IGBT的主要参数

（1）集电极-发射极额定电压UCES是IGBT在截止状态下集电极与发射极之间能够承受的最大电压，一般UCES小于或等于器件的雪崩击穿电压。

（2）栅极-发射极额定电压UGE是IGBT栅极与发射极之间允许施加的最大电压，通常为20V。栅极的电压信号控制IGBT的导通和关断，其电压不可超过UGE。

（3）集电极额定电流IC是IGBT在饱和导通状态下，允许持续通过的最大电流。

（4）集电极-发射极饱和电压UCE是IGBT在饱和导通状态下，集电极与发射极之间的电压降。该值越小，则管子的功率损耗越小。

（5）开关频率在IGBT的使用说明书中，开关频率是以开通时间tON、下降时间t1和关断时间tOFF给出的，根据这些参数可估算出IGBT的开关频率，一般可达30～40kHz。在变频器中，实际使用的载波频率大多在15kHz以下。

IGBT与mosfet的对比

输出特性与转移特性：

IGBT的伏安特性是指以栅极电压VGE为参变量时，集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似，也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅极电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅极电压VGE小于开启电压VGE(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内，IC与VGE呈线性关系。

IGBT与MOSFET的对比：

MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。

主要优点：热稳定性好、安全工作区大。

缺点：击穿电压低，工作电流小。

IGBT全称绝缘栅双极晶体管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。

特点：击穿电压可达1200V，集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上，工作频率可达20kHz。

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