IGBT解析（2）：一圖帶你看懂其工作原理

IGBT這個東西講起來還蠻抽象的，按功能來講，可以把它理解為電路開關，比如家裏的電燈開關，不是“通”就是“斷”。

上次我們講了IGBT的內部結構，今天我們來繼續講關於它的工作原理。

當IGBT正輸入電壓用過柵極，發射極會保持驅動電路開啟。

但當柵極端電壓為零或小於0時，則會關閉電路應用。

在這裏可以得出，IGBT是通過啟動或停用它的柵極端子來進行開關動作的。

上期視頻我們提到，IGBT既可以當做BJT也可以是MOS管，也就是說，它實現的放大量是其輸出信號控制輸入信號之間的比率。

IGBT的電路開啟

我們看這張圖

當集電極相對於發射極處於正電位的時候，N 溝道 IGBT 會導通，而柵極相對於發射極也處於足夠的正電位 (>V GET )。

這會導致在柵極的正下方形成了反型層，並且形成溝道，隨後電流開始從集電極流向發射極。

IGBT 中的集電極電流 Ic 由兩個分量 Ie和 Ih 組成。

這裏運用一道集電極的電流公式：Ic = Ie + Ih

Ie 是由於注入的電子通過注入層、漂移層和最終形成的溝道從集電極流向發射極的電流。

Ih 是通過 Q1 和體電阻 Rb從集電極流向發射極的空穴電流。

詳細情況可以看向這張圖：

不過在這裏的Ih幾乎可以忽略不計

因此 Ic ≈ Ie。

IGBT的電路關閉

當準備關斷 IGBT時，我們會發現一種特殊情況，當IGBT的集電極電流超過某個閾值時，寄生晶閘管會被鎖定，柵極端子失去了對集電極電流的控制，IGBT 無法關閉。

這個時候我們就需要運用到典型的換流電路，讓晶閘管強制換流。這個話題我們後面有機會再深入探討。

總而言之，如果不盡快關閉設備，就會有損壞設備的可能性。

關於其工作原理這裏額外說一個點：

IGBT 只有在柵極端子上有電壓供應時工作。

一旦存在柵極電壓 ( VG ) ，柵極電流 ( IG ) 就會增加，然後它會增加柵極-發射極電壓 ( VGE )。

因此，柵極-發射極電壓增加了集電極電流 ( IC )。而集電極電流 ( IC ) 降低了集電極到發射極電壓 ( VCE )。

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