Моделирование характеристик IGBT транзистора

Биполярные транзисторы с изолированным затвором являются типом транзистора, который появился сравнительно недавно. Его входные характеристики подобны входным характеристикам полевого транзистора, а выходные - выходным характеристикам биполярного.

Рис. 69. IGBT транзистор в разрезе

В литературе этот прибор называют IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). По быстродействию они значительно превосходят биполярные транзисторы. Чаще всего IGBT-транзисторы используют в качестве мощных ключей, у которых время включения 0,2 - 0,4 мкс, а время выключения 0,2 - 1,5 мкс, коммутируемые напряжения достигают 3,5 кВ, а токи 1200 А.

Рис. 70. Схема для моделирования характеристик IGBT транзистора

Выходная характеристика

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V2 0 100 0.1

.STEP V_V1 LIST 0 2 4 6 8 10

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 71. График зависимости тока коллектора от напряжения на коллекторе IGBT транзистора при различных напряжениях на затворе

Видно, что график выходной ВАХ транзистора начинается не из начала координат, а при напряжении на коллекторе, превышающем пороговое напряжение.

Характеристика передачи

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V1 0 10 0.1

+ V_V2 LIST 5 10

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 72. График зависимости тока коллектора от напряжения на базе IGBT транзистора при двух различных напряжениях на коллекторе

Из данного графика видно, что пороговое напряжение для этого IGBT транзистора примерно составляет 3.5 В.

Температурная зависимость характеристики передачи

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V1 0 10 0.1

+ V_V2 LIST 5 10

.TEMP -60 27 125

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 73. Температурная зависимость тока коллектора от напряжения на базе IGBT транзистора при двух различных напряжениях на коллекторе

С ростом температуры увеличивается коэффициент усиления биполярного транзистора, что приводит к росту тока коллектора. Это связано с увеличением времени жизни неосновных носителей зарядов.

Читайте также

Разработка компьютерных аналогов схем исследования биполярных транзисторов
компьютерный программа полупроводниковый моделирование В данной работе исследуются возможности применения компьютерного моделирования для изучения характеристик традиционных полупроводник ...

Разработка конструкции линейного коммутатора
Радиоэлектронная аппаратура (РЭА), в основу функционирования которой положены принципы электроники, строится на базе электронных компонентов различного назначения (микросхем, резисторов, ...

Проектирование и расчет электрической сети 110-220 кВ
Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому обоснованию решений, определяющих состав ...