1 IGBT模塊簡介

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor（絕緣柵雙極型晶體管）的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優點，既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優點，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優點，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內，在現代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用，在較高頻率的大、中功率應用中占據了主導地位。

IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知，若在IGBT的柵極G和發射極E之間加上驅動正電壓，則MOSFET導通，這樣PNP晶體管的集電極C與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通；若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V，則MOS 截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極G—發射極E間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級的漏電流流過，基本上不消耗功率。

圖1 IGBT的等效電路

2 IGBT模塊的選擇

IGBT模塊的電壓規格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關。其相互關系見下表。使用中當IGBT模塊集電極電流增大時，所產生的額定損耗亦變大。同時，開關損耗增大，使原件發熱加劇，因此，選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。特別是用作高頻開關時，由于開關損耗增大，發熱加劇，選用時應該降溫等使用。

3 使用中的注意事項

由于IGBT模塊為MOSFET結構，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發射極實現電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般達到20～30V。因此因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此使用中要注意以下幾點：

在使用模塊時，盡量不要用手觸摸驅動端子部分，當必須要觸摸模塊端子時，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后，再觸摸；

在用導電材料連接模塊驅動端子時，在配線未接好之前請先不要接上模塊；

盡量在底板良好接地的情況下操作。

在應用中有時雖然保證了柵極驅動電壓沒有超過柵極最大額定電壓，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線來傳送驅動信號，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯小電阻也可以抑制振蕩電壓。

此外，在柵極—發射極間開路時，若在集電極與發射極間加上電壓，則隨著集電極電位的變化，由于集電極有漏電流流過，柵極電位升高，集電極則有電流流過。這時，如果集電極與發射極間存在高電壓，則有可能使IGBT發熱及至損壞。

在使用IGBT的場合，當柵極回路不正常或柵極回路損壞時（柵極處于開路狀態），若在主回路上加上電壓，則IGBT就會損壞，為防止此類故障，應在柵極與發射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。

在安裝或更換IGBT模塊時，應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態和擰緊程度。為了減少接觸熱阻，最好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇，當散熱風扇損壞中散熱片散熱不良時將導致IGBT模塊發熱，而發生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器，當溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。

4 保管時的注意事項

一般保存IGBT模塊的場所，應保持常溫常濕狀態，不應偏離太大。常溫的規定為5～35℃ ，常濕的規定在45～75％左右。在冬天特別干燥的地區，需用加濕機加濕;

盡量遠離有腐蝕性氣體或灰塵較多的場合；

在溫度發生急劇變化的場所IGBT模塊表面可能有結露水的現象，因此IGBT模塊應放在溫度變化較小的地方；

保管時，須注意不要在IGBT模塊上堆放重物；

裝IGBT模塊的容器，應選用不帶靜電的容器。

檢測IGBT模塊的的辦法

以兩單元為例：用模擬萬用表測量

靜態測量：把萬用表放在乘100檔，測量黑表筆接1端子、紅表筆接2端子，顯示電阻應為無窮大;

表筆對調，顯示電阻應在400歐左右。用同樣的方法，測量黑表筆接3端子、紅表筆接1端子，

顯示電阻應為無窮大;表筆對調，顯示電阻應在400歐左右。若符合上述情況表明此IGBT的兩個

單元沒有明顯的故障。

動態測試： 把萬用表的檔位放在乘10K檔，用黑表筆接4端子，紅表筆接5端子，此時黑表筆接3端子紅表筆接1端子， 此時電阻應為300-400毆，把表筆對調也有大約300-400毆的電阻表明此IGBT單元是完好的。

用同樣的方法測試1、2端子間的IGBT，若符合上述的情況表明該IGBT也是完好的。

將萬用表撥在R×10KΩ擋，用黑表筆接IGBT 的漏極（D），紅表筆接IGBT 的源極（S），此時萬用表的指針指在無窮處。用手指同時觸及一下柵極（G）和漏極（D），這時IGBT 被觸發導通，萬用表的指針擺向阻值 較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下源極（S）和柵極（G），這時IGBT 被阻 斷，萬用表的指針回到無窮處。此時即可判斷IGBT 是好的。

注意：若進第二次測量時，應短接一下源極（S）和柵極（G）。

任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT 好壞時，一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋，因R×1K Ω擋以下各檔萬用表內部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT 導通，而無法判斷IGBT 的好壞。