【技术】双极性功率半导体器件IGBT的主要参数和应用特点
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种双极性功率半导体器件，由BJT(双极型三极管)和MOS管复合而成, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，特别是600V以上应用中的功率损失相当低。虽然可以通过工艺技术提高BJT的性能，但无法从根本上解决BJT的电荷存储时间（STORAGE TIME）问题。也就是说，BJT在关闭时需耗费较长时间，不适合高速切换的应用，但完全满足市电供电的应用。合科泰半导体将在本文介绍双极性功率半导体器件IGBT的主要参数和应用特点。
IGBT基本特性包括静态特性和动态特性，其中静态特性由输出特性和转移特性组成，动态特性描述IGBT器件开关过程。
IGBT的基本特性
输出特性IC-UCE。输出特性反映集电极电流IC与集电极-发射极之间电压UCE的关系，参变量为栅极和发射极之间驱动电压UGE，由饱和区、放大区、截止区组成。
转移特性IC-UGE。反映集电极电流IC与栅极-发射极之间驱动电压UGE的关系。
动态特性。动态特性即开关特性，反映IGBT器件开关过程及开关时间参数，包括导通过程、导通、关断过程、截止四种状态。其中UGE是栅射极驱动电压，UCE是集射极电压，IC是集电极电流，ton是导通时间，toff是关断时间。
IGBT的主要参数
●最大集电极电流ICM：表征IGBT的电流容量，分为直流条件下的IC和1ms脉冲条件下的ICP。
●集电极-发射极最高电压UCES：表征IGBT集电极-发射极的耐压能力。目前IGBT耐压等级有600V、1000V、1200V、1400V、1700V、3300V。
●栅极-发射极击穿电压UGEM：表征IGBT栅极-发射极之间能承受的最高电压，其值一般为±20V。
●栅极-发射极开启电压UGE（th）：指IGBT器件在一定的集电极-发射极电压UCE下，流过一定的集电极电流IC时的最小开栅电压。当栅源电压等于开启电压UGE（th）时，IGBT开始导通。
●输入电容cIES：指IGBT在一定的集电极-发射极电压UCE和栅极-发射极电压UGE=0下，栅极-发射极之间的电容，表征栅极驱动瞬态电流特征。
●集电极最大功耗PCM：表征IGBT最大允许功能。
●开关时间：它包括导通时间ton和关系时间toff。导通时间ton又包含导通延迟时间td和上升时间tr。关断时间toff又包含关断延迟时间td和下降时间tf。
目前，新型IGBT的最高工作频率fr已超过150kHz、最高反压UCBS≥1700V、最大电流ICM已达800A、最大功率PCM达3000W、导通时间ton＜50ns。
随着智能网联汽车、新能源、智慧照明、智慧交通等行业的快速发展，新型功能器件的节能功效越来越受重视，尤以IGBT为代表的快充技术更被视作未来十年的发展趋势。特别是中美贸易摩擦时期，中国国内IGBT厂商将面临前所未有的机遇。
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