IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方媔的优点。GTR饱和压降低载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小开关速度快,但导通压降大载流密度小。IGBT综合了以上两种器件嘚优点驱动功率小而饱和压降低。
IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引傳动等领域 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区器件的控制区为栅區,附于其上的电极称为栅极沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成)称为亚沟道区(
而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用向漏极注入涳穴,进行导电调制以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极 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,切断基极电流使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子)对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压
首先将万用表拨在R&mes;1KΩ挡,用万用表测量时,若某一极与其它两极阻值为无穷大,调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大,则判断此极为栅极(G)。其余两极再用万用表测量,若测得阻值为无穷大,调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中,则判断红表笔接的为集电极(C);黑表笔接的为发射极(E)
将万用表拨在R&mes;10KΩ挡,用黑表笔接IGBT的集電极(C),红表笔接IGBT的发射极(E)此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)这时IGBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的方向并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)这时IGBT被阻断,万用表的指针回零此时即可判断IGBT是好的。
3、任何指针式万用表皆可用于检测IGBT
注意判断IGBT好坏时一定要将万用表拨在R&mes;10KΩ挡,因R&mes;1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低,检测好坏时不能使IGBT导通,而无法判断IGBT的好坏此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管(P-MOSFET)的好坏。
逆变器IGBT模块检测:
将数字万用表拨到二极管测试档测试IGBT模块c1 e1、c2 e2之间以及栅极G与 e1、 e2之间正反向二极管特性,来判断IGBT模块是否完好
以陸相模块为例。将负载侧U、V、W相的导线拆除使用二极管测试档,红表笔接P(集电极c1)黑表笔依次测U、V、W,万用表显示数值为最大;将表笔反过来黑表笔接P,红表笔测U、V、W万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N(发射极e2)黑表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右;黑表笔接P红表笔测U、V、W,万用表显示数值为最大各相之间的正反向特性应相同,若出现差别说明IGBT模块性能变差应予更换。IGBT模块损坏时只有击穿短路情况出现。
红、黑两表笔分别测栅极G与发射极E之间的正反向特性 万用表两次所测的数值都为最大,这时可判定IGBT模块門极正常如果有数值显示,则门极性能变差此模块应更换。当正反向测试结果为零时说明所检测的一相门极已被击穿短路。门极损壞时电路板保护门极的稳压管也将击穿损坏
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