新型復合電力電子器件——IGBT模塊

       IGBT是絕緣柵雙極型晶體管,它是八十年代初誕生，九十年代迅速發展起來的新型復合電力電子器件。IGBT的應用范圍一般都在耐壓600V以上、電流10A以上、頻率為1kHz以上的區域。鑒于IGBT的參數特性，目前IGBT主要應用在電機、變換器（逆變器）、變頻器、UPS、EPS電源、風力發電設備等工業控制領域。在上述應用領域中IGBT憑借著電壓控制、驅動簡單，開關頻率高、開關損耗小，可實現短路保護等優點在600V及以上中壓應用領域中競爭力逐步顯現，在UPS、開關電源、電車、交流電機控制中已逐步替代GTO、GTR。
        IGBT將MOSFET與GTR的優點集于一身，既有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好、電壓驅動型，又具有通態壓降低、高電壓、大電流的優點。因此，IGBT的新技術、新工藝不斷有新的突破；應用頻率硬開關5KHz～40KHz，軟開關40KHz～150KHz；功率從五千瓦到幾百千瓦的應用場合。IGBT器件將不斷開拓新的應用領域，為節能、節材，為新能源、工業自動化(高頻電焊機, 高頻超聲波, 逆變器, 斬波器, UPS/EPS, 感應加熱)提供了新的商機。
         IGBT模塊也會因為各種原因而引起失效，引起其失效的主要原因有以下幾點：
1、超出關斷安全工作區引起擎住效應而損壞。擎住效應分靜態擎住效應和動態擎住效應。IGBT為PNPN 4層結構，因體內存在一個寄生晶閘管，當集電極電流增大到一定程度時，則能使寄生晶閘管導通，門極失去控制作用，形成自鎖現象，這就是所謂的靜態擎住效應。IGBT發生擎住效應后，集電極電流增大，產生過高功耗，導致器件失效。2、過熱容易損壞集電極,電流過大引起的瞬時過熱及其主要原因,是因散熱不良導致的持續過熱均會使IGBT損壞。如果器件持續短路 ，大電流產生的功耗將引起溫升，由于芯片的熱容量小，其溫度迅速上升，若芯片溫度超過硅本征溫度，器件將失去阻斷能力，柵極控制就無法保護，從而導致IGBT失效。實際應用時，一般zui高允許的工作溫度為125℃左右。
3、過電壓造成集電極、發射極擊穿或造成柵極、發射極擊穿。
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