IGBT模块的适用功率小至几百瓦,高至数兆瓦。这些产品可用于通用驱动器、牵引、伺服装置和可再生能源发电(如光伏逆变器或风电应用)等应用,具有高可靠性、出色性能、率和使用寿命长的优势。IGBT模块采用预涂热界面材料(TIM),能让电力电子应用实现一致性的散热性能。
作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT已广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。
IGBT一般分为IGBT单管和IGBT模块。简而言之IGBT电流密度高且功耗低,能够提高能效、降低散热需求,从而有效降低整体系统成本。它们广泛应用于通用逆变器、太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、感应加热设备、大型家电、焊接以及开关电源(SMPS)等领域。
在IGBT使用过程中,可以通过控制其集-射极电压UCE和栅-射极电压UGE的大小,从而实现对IGBT导通/关断/阻断状态的控制。
1)当IGBT栅-射极加上加0或负电压时,MOSFET内沟道消失,IGBT呈关断状态。
2)当集-射极电压UCE<0时,J3的PN结处于反偏,IGBT呈反向阻断状态。
3)当集-射极电压UCE>0时,分两种情况:
若栅-射极电压UGE<Uth,沟道不能形成,IGBT呈正向阻断状态。
若栅-射极电压UGE>Uth ,栅极沟道形成,IGBT呈导通状态(正常工作)。此时,空穴从P+区注入到N基区进行电导调制,减少N基区电阻RN的值,使IGBT通态压降降低。