1.IGBT 的构成和特点
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)由场效应管和大功率双极型三极管构成,IGBT 集场效应管的优点与大功率双极型三极管的大电流低导通电阻特性于一体,是极佳的高速高压半导体功率器件。它具有如下特点:一是电流密度大,是场效应管的数十倍;二是输入阻抗高,栅极驱动功率小,驱动电路大略;三是低导通电阻,在给定芯片尺寸和 U(BR)ceo 下,其导通电阻 Rce(on)不大于场效应管 RDS(on)的 10%;四是击穿电压高,安全事情区大,在瞬态功率较高时不随意马虎破坏;五是开关速率快,关断韶光短,耐压为 1~1.8kV 的 IGBT 的关断韶光约为 1.2μs,而耐压为 600V 的 IGBT 的关断韶光约为 0.2μs,仅为双极型三极管的 10%,靠近于功率型场效应管,开关频率达到 100kHz,开关损耗仅为双极型三极管的 30%。因此,IGBT 战胜了功率型场效应管在高电压、大电流下涌现的导通电阻大、发热严重、输出功率低落的严重弊病。因此,IGBT 广泛运用在电磁炉内作为功率逆变的开关器件。它的实物形状和电路符号如图 2-87 所示。
IGBT 的 G 极和场效应管一样,是栅极或掌握极;C 极和普通三极管一样,是集电极;E极是发射极。

2.IGBT 的紧张参数
IGBT 的紧张参数和大功率三极管基本相同,紧张的参数是 U(BR)ceo、PCM、ICM 和 β。个中,U(BR)ceo是最高反压,表示 IGBT 的 C 极与 E 极之间的最高反向击穿电压;ICM是最大电流,表示 IGBT 的 C 极最大输出电流;PCM是最大耗散功率,表示 IGBT 的 C 极最大耗散功率;β 是 IGBT 的放大倍数。
二、IGBT 的检测
检测含阻尼管的 IGBT 时,它的 C、E 极间正引导通压降和二极管一样,如下图(a)所示;C、E 极间反引导通压降,以及其他极间的导通压降均为无穷大(显示溢出值 1),如下图(b)所示。而未含阻尼管的 IGBT,它的 3 个极间正、反引导通压降值都为无穷大。
三、IGBT 的改换
维修中,IGBT 的改换原则和三极管一样,也是要坚持“种别相同,特性附近”的原则。“种别相同”是指改换中应选相同品牌、相同型号的IGBT,即 N沟道管改换N沟道管,P 沟道管改换 P 沟道管;“特性附近”是指改换中应选参数、形状及引脚相同或附近的 IGBT。其余,采取有二极管(阻尼管)的 IGBT 改换没有阻尼管的 IGBT 时,应拆除电路板上的阻尼管;而采取没用阻尼管的 IGBT 代换有阻尼管的 IGBT 时,应在它的C、E 极的引脚上加装一只阻尼管。下面先容常见的 IGBT 参数和改换方法。
GT40T101是东芝公司的产品,耐压为1500V,最大电流在25℃时为 80A,100℃时为40A,不含阻尼管,以是用它代换SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T301 时需在它的C、E 极引脚上接1只15A/1 500V 以上的快规复二极管作阻尼管。
GT40T301是东芝公司的产品,耐压为1500V,最大电流在 25℃时为 80A,100℃时为40A,内有阻尼管,可用该IGBT 代换SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T101,在代换SGW25N120 和GT40T101 时应拆除原配套的阻尼管。
GT40Q321是东芝公司的产品,耐压为1200V,最大电流代换在25℃时为 42A,在100℃时为23A,内有阻尼管,可用该IGBT代换SGW25N120、SKW25N120,代换 SGW25N120时应拆除配套的阻尼管。
GT60M303是东芝公司的产品,耐压为900V,最大电流在25℃时为120A,在100℃时为60A,内有阻尼管。
SGW25N120 是西门子公司的产品,耐压为1200V,最大电流在25℃时为 46A,在100℃时为25A,内部不带阻尼管,以是采取它代换SKW25N120 时该当在它的C、E 极安装一只8A/1200V 以上的快规复管作阻尼管。
SKW25N120 是西门子公司的产品,耐压为1200V,最大电流在25℃时为 46A,在100℃时为25A,内部带阻尼管,用该IGBT 代换SGW25N120 时应拆除原配套的阻尼管。