igbt是什么 igbt中文全称
对于IGBT的相关知识,我们已经进行过简略的结构剖析。而今天,我们则深入挖掘,带来更多有关IGBT的详细信息,供大家参考。
IGBT的名称中蕴含了其独特的特点:绝缘栅双极晶体管。这里的“绝缘栅”意味着IGBT的门级与功率电路部分是绝缘的,它们之间没有通过导体或半导体进行电气连接。当门级上出现一定电压时,这将在半导体内部形成电场,从而使得IGBT得以导通。
IGBT的开关功能得益于其绝缘栅的设计。在切换状态时,只需在极短时间内向门级注入或抽取能量,调整内部电场,即可改变IGBT的工作状态。此过程极为迅速,一秒钟内可开关近万次,使IGBT的开关频率达到10kHz级别。IGBT在导通时对电流大小不敏感,能承受几十到几百安培的量级电流;而在关断时,则可承受几百至几千伏特的电压。
那么,这样的高速开关有什么用呢?众所周知,常见的强电为50Hz的交流电,而变压器虽能改变其电压,却无法调整其频率或转化为直流电。与此光伏电站产出的直流电也无法轻易转换为交流电。借助IGBT这种开关,我们可以设计出电力电子电路,通过控制IGBT将电源侧的交流电转化为特定电压的直流电,或把各种电源转化为所需频率的交流电。
电力电子电路的多样性使得其应用广泛。例如,整流器用于将交流电转为直流电,逆变器则用于将直流电转为交流电。而直流电转为直流电的电路则更为灵活多变,通常统称为变换器。
相比之下,功率MOSFET作为单极器件,在导通时呈现出小电阻的特性。这使得在电流超过一定限度时,MOSFET上的功耗会显著增加,从而限制了其电流承载能力。为了减小MOSFET中小电阻的努力也可能会影响其承受电压的能力,因为过于接近的功率极之间可能无法承受更高的电压。
从功能上说,IGBT是一种由晶体管实现的电路开关。不同于家中的电灯开关,IGBT的开关功能是由其他电路控制的。具体而言,IGBT的简化模型包含三个接口:两个接口用于连接强电电路,另一个则用于接收控制电信号。通过调整控制电信号的高低电平,可以实现IGBT的开关控制。
IGBT是电力电子器件中的佼佼者。尽管有许多其他器件在历史的长河中逐渐被淘汰,但IGBT凭借其卓越的性能仍在电力电子领域占据一席之地。近年来,宽禁带半导体器件技术取得了显著的突破。例如,碳化硅(SiC)材料因其出色的耐压和耐温性能而被广泛应用。使用碳化硅制成的MOSFET在电压和电流承载能力方面可与IGBT相媲美。
在电动汽车和轨道交通领域,基于SiC-MOSFET的变换器已经实现商业化并投入市场。虽然理论上可以将碳化硅材料与IGBT结构相结合以进一步提升性能,但无论如何,IGBT的出色表现和广泛应用都使其成为电力电子领域不可或缺的一部分。