IGBT管（MOS管）的原理详解

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IGBT又称MOS管，是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率 半导体器件 。其输入极为MOS管输出极为PNP晶体管。因此，可以把其看作是MOS管输入的达林顿管。
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7 E$ M3 K, `2 W0 p( K( y) a5 V它融合了MOS管的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，具备易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高（10-40kHz）等特点，已逐步取代晶闸管和门极可关断晶闸管（GTO），是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、UPS及逆变焊机当中。
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一、 IGBTMOS管 的工作原理:
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IGBT由栅极G、发射极E和集电极C三个极控制。

# H& x6 F& b& C& x5 p: q; uIGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。
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由下图可知，若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOS管导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS管截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。

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如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作；如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压，则IGBT可能会永久损坏。

: F" N- K+ G. }& _6 v6 F) H. h+ A! j同样，如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值，则流过IGBT的电流会超限，导致IGBT的结温超过允许值，此时IGBT也有可能会永久损坏。
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二、IGBTMOS管极性判断:
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3 f, N2 O' ^$ r# F2 V7 W对IGBT进行检测时，应选用指针式万用表。首先将万用表拨到R×1kΩ档，用万用表测量各极之间的阻值。若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则此极为栅极G。再用万用表测量其余两极之间的阻值，若测得阻值为无穷大，调换表笔后阻值较小，当测量阻值较小时，红表笔接触的为集电极C，黑表笔接触的为发射极E。

      

2 V4 {" I% @5 ]: Z6 @三、IGBTMOS管好坏的判断:
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判断IGBT好坏时必须选用指针式万用表（电子式万用表内部电池电压太低），也可以使用9V电池代替。首先将万用表拨到R×10kΩ档（R×1kΩ档时，内部电压过低，不足以使IGBT导通），用黑表笔接IGBT的集电极C,红表笔接IGBT的发射极E，此时万用表的指针在零位。

用手指同时触及一下栅极G和集电极C，这时IGBT被触发导通，万用表的指针明显摆动并指向阻值较小的方向并能维持在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极G和发射极E，这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。在检测中以上现象均符合，可以判定IGBT是好的，否则该IGBT存在问题。

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重阳

内容精简、通俗易懂，插图优化下就完美了

hhhq2008

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图1 IGBT 结构图

图2 IGBT电气符号（左）与等效的电路图（右）

图3 IGBT实物图