igbt为什么开关损耗小 IGBT开关为什么损耗小

1、igbt的结构与工作原理

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种晶体管，由N型导电层和P型区域交替排列而成。其工作原理是，通过加在栅极上的电压来控制栅极和发射结之间的电流，从而控制IGBT的通断，实现电路的开关。

相比于普通的开关管和普通的晶体管，IGBT具有低电压驱动、高开通速度、高输入电阻、低饱和压降等特点。这些特点使得IGBT成为大电流高频率开关电路中的重要元件，同时也使得其开关损耗较小。

2、igbt的导通损耗

在IGBT导通时，电流主要通过N型区域。N型区域内大部分的电流是由自由电子输运而来的，与P型区域中的空穴结合形成电导电子。因此，IGBT导通时主要的功率损耗来自导体电阻。由于IGBT结构简单，N型区域相对较宽，所以其电阻很小，导致导通损耗很小。

3、igbt的关断损耗

在IGBT关断时，栅极电容会释放出能量。为了快速关闭，栅极上的驱动电压需要尽快降至负值，这会导致栅极与发射极之间的电容放电，从而产生关断峰值电流。关断峰值电流会导致发射区结反向击穿，释放出热能，引起芯片温度升高，从而产生关断损耗。IGBT的关断损耗与栅极控制电路的设计有关。通过采用合适的降压电路和信号传输线路，可以减小栅极驱动电路产生的反向电流，从而有效降低IGBT的关断损耗。

4、igbt的量级及工作条件的选择

IGBT的损耗和温度与控制电流、反向电压、频率、温度等因素相关。在选择IGBT时，需考虑电路的特点和要求，选取适当的IGBT型号，以满足电路要求。一般情况下，IGBT的控制电流应大于最大负载电流的2到3倍，反向电压应大于最大电源电压，且应选用额定损耗低、反向击穿能力强的型号。此外，由于IGBT有一定的温度范围，需严格控制芯片温度，以保证其正常工作，延长使用寿命。