选型igbt(绝缘栅双极晶体管)是电子设备设计中的重要任务,因为正确的igbt选择对于设备性能和可靠性至关重要。本文将介绍如何选择适合您应用的igbt,并解释igbt的关键特性以及如何阅读igbt的数据表。在选择igbt时,以下几个关键问题需要考虑:
1. 工作电压
igbt的工作电压应不超过其vces额定值的80%。这确保了igbt在工作时具有足够的电压容忍度,防止设备过载。
2. 开关方式
要确定是采用硬开关还是软开关,硬开关通常需要punch-through(pt)型igbt,而软开关也可以使用non punch-through(npt)型igbt。pt型适合软开关,因为它们具有较低的尾电流。
3. 电流
了解设备需要承受的电流是至关重要的。igbt型号通常以其第一和第二个数字来表示其额定电流。对于硬开关应用,使用可用电流与频率图表有助于确定igbt是否适合应用。
4. 开关速度
如果需要更高的开关速度,那么pt型igbt是更好的选择。对于硬开关应用,可用电流与频率图表可帮助您回答此问题。
5. 短路耐受能力
某些应用需要设备具有短路耐受能力,如电机驱动器。npt型igbt通常具有这种能力,而开关电源通常不需要。
igbt与mosfet的比较
igbt和n通道功率mosfet之间存在一些相似之处,但也有关键的区别。igbt是一种n通道功率mosfet,它在p型衬底上构建,因此其操作与功率mosfet非常相似。igbt的优势在于其较低的导通电压。与mosfet相比,igbt允许电子和空穴同时流动,这降低了电流流动的有效电阻,从而降低了导通电压。
开关速度
然而,降低导通电压的代价是较低的开关速度,特别是在关断过程中。igbt在关断时会出现尾电流,直到所有空穴被清除或复合为止。pt型igbt通过n+缓冲层来控制空穴的复合速率,从而提高了关断速度。npt型igbt也称为对称型igbt,pt型igbt也称为非对称型igbt。
选择igbt时,必须平衡导通电压、开关速度和短路耐受能力之间的权衡。高导通电压通常会导致较慢的开关速度,但增加了短路耐受能力。因此,您需要根据应用的需求选择适当的igbt类型。
数据表解读
igbt的数据表包含了许多重要参数,供设计师参考。以下是一些重要的参数:
vces(集电极-发射极电压):最大允许的集电极-发射极电压。
vge(栅-发射极电压):最大允许的栅-发射极电压。
ic1和ic2(连续集电流):最大允许的连续集电流,考虑了温度和热阻。
icm(脉冲集电流):最大允许的脉冲集电流。
eas(单脉冲阻止雪崩能量):igbt能够安全吸收的反向阻止雪崩能量。
这些参数对于选择适当的igbt和设计电路非常重要。同时,igbt的工作温度范围(tj,tstg)和pd(总功率耗散)也需要考虑。
选择合适的igbt对于电子设备的性能至关重要,需要综合考虑工作电压、开关方式、电流、开关速度和短路耐受能力等因素。通过仔细研究igbt的数据表和理解其关键特性,才能确保选择适合您应用的igbt,并在设计中取得成功。
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