隨著電力電子技術進一步向高頻的大功率用電領域發展,電子器件也一直是沿著提高頻率和提高功率這兩方面努力向前發展的,曾經用作電力開關的半導體器件有晶閘管,場控晶閘管(FCT),門極可關斷晶閘管(GT0),雙極型晶體管(BJT),結型場效應管(JFET),功率雙極型品體管(GTR)和功率MOSFET等。
其中GTR和功率MOSFET是較新的功率半導體開關器件,但是它們仍然不能兼顧高頻率和高功率。GT℉容易做到一定程度上的高電壓大電流化,但難以做到高速化:功率MOSFET容易做到高速化,但由于其高耐壓與低導通電阻之間的矛盾而難以做到大電流化。
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)一方面保留了功率高速化的特點,另一方面又引入了一個雙極型晶體管注入載流子來調制電導,解決了管的高耐壓與低導通電阻之間的矛盾,是一種高頻率、高功率器件。
IGBT是八十年代初出現的一種新型半導體功率器件,其電壓控制輸入特性伴隨低阻通態輸出特性可以在眾多領域替代GRT和功率MOSFET等器件。另外IGBT還具有MOSFET的高輸入阻抗,電壓驅動,無二次擊穿,**工作區寬等優點,成為功率器件中強有力的競爭者。
目前IGBT在國際上從**如導彈、航天、衛星等到民用如汽車、電機驅動、焊機、電源和通訊電源、家用電器、新能源等領域的應用已經較為廣泛,器件制造及其應用技術也較為成熟。。
目前市場上主要有:EUPEC(優派克)的BSM、FF、FZ系列,西門康的SKM、SKIIP系列,東藝的MG、MIG系列,三菱的CM、PM、RM、TM系列,富士的1MB1、2MB1、6MBP系列,仙童的SGH、TGL、FGA、SGL系列品牌。
單片機的發展與現狀
單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontrol1erUnit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。
單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成,相當于一個微型的計算機(*小系統),和計算機相比,單片機缺少了外圍設備等。概括的講:一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的*佳選擇。它*早是被用在工業控制領域。
INTEL的8080是*早按照這種思想設計出的處理器,當時的單片機都是8位或4位的。中*成功的是INTEL的8051,此后在8051上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以后ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的優異單片機,直到現在基于8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統,因此它得到了廣泛的應用。
IGBT長這樣,它本質上就是一個電子開關,說到電子開關,你可能會想到MOS管和三極管,那IGBT和它們比有什么優勢呢?
IGBT*大的優勢是可耐受電壓很高,可達6500伏以上,而且通過的電流很大,可達3600安培,對于這個數據太不可思議了,因為普通的晶體管流過的電流也才幾安培,不僅功率高,而且IGBT的開關頻率也不次可達每秒上萬次。
IGBT的全稱是
InsulatedGateBipolarTransistor,意思是絕緣柵雙極晶體管,這是它的電路符號,它的使用方法非常簡單,當我們給G極高電平,它就導通了,相當于開關閉合,當我們給G極低電平它就會截止,相當于開關斷開。
看到G,C,E這些字母是不是非常熟悉,G是MOS管的柵極,C和E分別是三極管的集電極和發射極,這是因為IGBT結合這兩者的優勢,它結合了MOS管的驅動電流及三極管的導通電阻的優勢。
MOS管是電場驅動器件,當它導通時它的GS極幾乎相當于斷路,電流極小,所以說MOS管的驅動電流低,三極管飽和導通時,它的CE極電阻很小,所以說三極管的導通電阻低。
所以你看它的等效電路符號是集兩者于一身,當我們給G極低電平時IGBT截止,當給G極高電平時,MOS先導通,然后三極管的CE極形成了電流,所以IGBT就導通了,這就是IGBT的原理,它*主要的作用就是能把高壓直流電轉化為交流電。
還有就是變頻,用IGBT*主要產品就是逆變器,主要應用領域是電動汽車、太陽能和工業自動化等等。IGBT一般是以模塊形式出現的,它里面除了集成IGBT,還有散熱器、續流二極管等。
還有的模塊內部集成了很多個IGBT,甚至還提供了專門的保護電路,這樣極大地方便了電路設計人員,同時也提高了產品的穩定性。目前生產IGBT模塊的主要廠商有英飛凌、東芝、三菱、意法半導體、恩智浦和安森美等。
雖然IGBT的原理看起來挺簡單的,但是開發出一款IGBT是極其復雜的。由于電動汽車的興起,開發IGBT就顯得尤為關鍵,因為電動汽車的電池是直流電,而電動機是交流電,它們之間的轉換的*核心器件就是IGBT。
好了,這期到這里就結束了,你知道國產的IGBT有哪些品牌嗎?歡迎在下方評論區留言。
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