IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)隔离栅双极晶体管,是一种高压高性能的功率半导体器件。它由一个N型沟槽效应场效应管和一个PNP双极晶体管组成。它继承了MOSFET输入电容低和结构简单的特点,又有功率场效应管载流能力强及双极晶体管具有的正向导通特性等优点。IGBT 技术是当前高压、高频、高性能功率电子领域中的研究热点之一。
为了便于分析、设计和仿真,人们会将复杂的IGBT器件简化为等效电路模型。IGBT等效电路图是模拟IGBT器件的复杂结构和工作原理的电路图。这个等效电路由三个元件组成:一对NPN型双极晶体管T1,T2以及一个PN型隔离栅结构。
在IGBT等效电路图中,有三个元件组成:
T1双极晶体管是一个PNP型的万能放大器,它在整个等效途中扮演了电流扩大的作用。 在IGBT工作时,当N电化层导通时,就会有一定的集电极电流流过双极晶体管,这不仅可以抵消由直接通流引起的电流振荡,还可以控制IGBT器件的电流放大。
T2双极晶体管是一个NPN型的万能放大器,它扮演的是电压比例放大器的作用,在整个等效途中扮演着电流均衡的角色。
在IGBT等效电路图中,隔离栅结构被当作是限制基极钝化行为的开关器件。在IGBT器件工作时,这个开关器件的作用是保护NPN /PNP结的电场分配以及限制在N/ P结上的电流密度,并且有效控制MOS栅极的工作状态,确保电流扩大的比例。
IGBT等效电路图的主要应用在电路分析、设计以及仿真等领域。当设计一个新的功率电子电路的时候,需要准确模拟IGBT器件的工作原理和特性。在电路仿真中,IGBT等效电路图可以有效的减小计算规模,节省计算时间、提高计算精度和稳定性。