一文解析IGBT的“膝电压“

时间： 2024-03-29 来源：芯长征科技公众号

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

本文中，芯长征科技来为大家解析IGBT的“膝电压“，希望对各位工程师朋友有所帮助。

Knee电压

PN结作为半导体器件最基础的单元，可以说是随处可见，在详细分解每个类型半导体器件时都从它开始。我们平常很多时候都从整体来看待一个器件，比如IGBT的传输特性曲线，

可以看到在IGBT的导通压降上有一个零点几伏的电压（如红色部分），这个电压被称为膝电压。

下面我们就来从IGBT导通模型来了解下膝电压的形成，下图是IGBT的截面示意图，

IGBT器件的开启状态特性可以描述为一个MOSFET在其线性区域内与P-i-N整流串联工作，这两个部分的电压表达式如下，

p是细胞间距，IC和JC集电极电流及其密度，LCH是反转通道长度，μni是电子迁移率，COX氧化电容，VGE是栅极电压，VTH是阈值电压，n是非理想因子，VT是热电压，k是玻尔兹曼常数，T是绝对温度，q是电子电荷，IS是反向饱和电流。

IGBT芯片都是被封成各种封装来被使用，芯片的互连技术带来了引线电阻，从而产生相应的电压，所以在IGBT器件中导通电压还需要考虑引线带来的压降，所以在很对规格书中导通电阻那一项会备注是否包含引线电阻带来的压降。所以IGBT的导通压降由三个部分组成，即通过MOSFET、PiN整流器和引线的电压降之和。

我们可以看到，很小的电流下，通过MOS和引线的电压降几乎为0，因此由于低反向饱和电流Is（通常为10^-8至-14A大小）通过PiN部分的电压降在导通特性中形成了一个“膝盖”（是不是蛮形象的），所以此电压被称为"knee电压"。

这个膝电压是IGBT器件的一个固有参数，与传导电流无关。此外，反向饱和电流IS和热电压VT均与温度呈正相关，所以根据上述式子，膝电压与温度成负相关。

小结

本文中主要聊了什么是IGBT的膝电压，同时也可以说明另一个小问题，“为什么IGBT的传输特性曲线不是从0V开始，而MOSFET的是从0V开始”。

膝电压这个概念很陌生，但我们工作中却看到了它无数次（传输特性曲线），本文的内容希望你们能够喜欢！

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由星晴123转载自芯长征科技公众号，原文标题为:什么是IGBT的"膝电压"？，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

还在问IGBT最高开关频率是多少Hz吗？

IGBT的频率可以有多高？虽然极限取决于死区时间，但是实际中主要还是取决于散热和电流，不提散热和电流张开就问开关频率，这是许多新手的常见误区。

技术探讨发布时间 : 2023-12-27

碳化硅单晶衬底的常用检测技术何如保证功率半导体器件的性能？

在半导体产业链中，衬底材料作为晶圆制造的基础，不仅提供物理支撑，还负责导热和导电。特别是在SiC功率半导体器件中，由于采用了同质外延技术，衬底的质量直接影响外延材料的品质，进而决定了功率半导体器件的性能。鉴于SiC衬底在半导体器件制造中的重要性，其质量检测是确保器件性能的关键环节。本文简要介绍下SiC单晶衬底常用的检测技术。

技术探讨发布时间 : 2024-03-26

igbt芯片、igbt单管、igbt模块、igbt器件等这些的区别是什么？

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高电流功率半导体器件，常被用于大功率应用中，如电动汽车、工业电机驱动、UPS等。在理解IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块和IGBT器件之前，本文中芯长征科技先来介绍一下IGBT的基本工作原理和应用特点。

技术探讨发布时间 : 2024-03-27

国际领先的功率半导体器件标杆品牌——芯长征科技（Marching Power）

芯长征（Marching Power）集团是国内领先的先进功率芯片产业生态公司，创始团队由中科院、国内外行业资深专家及高级管理人才共同组成，在功率器件领域深耕20年以上。经过多年高速发展，已经形成芯片设计、模组封装、检测设备自主可控的Virtual-IDM企业，主要面向新能源（汽车、光伏、储能、电能质量）、工控类、消费类三大领域。

品牌简介发布时间 : 2023-11-09

什么是IGBT功率半导体，IGBT应用领域有哪些？

功率半导体器件也被称作电力电子器件或功率器件，它是具有包括变频、变压、变流、功率管理等功率管理能力的一种特殊开关。在计算机、通信、消费电子、新能源、汽车、工业制造、等领域有着广泛的应用。今天SPEA和大家重点介绍下功率器件中的明星IGBT模块。

设计经验发布时间 : 2024-03-29

芯长征科技提供以下参数的IGBT单管、IGBT模块、PIM模块：VCE(V)：650~1700；Ic@100℃ max(A)：6~950；Vcesat@25℃ typ(V) ：1.14~2.89；Eon(mJ)：0.129~153.1；Eoff(mJ)：0.129~179；Package：TO-247、TO-220、TO-263、TO-220F/TO-220/TO-263、TO-247 plus等多种封装