由于絕緣柵雙極晶體管IGBT具有工作頻率高、處理功率大和驅(qū)動簡單等諸多優(yōu)點,在電力電子設備、尤其是中大型功率的電力電子設備中的應用越來越廣泛。但是,IGBT失效引發(fā)的設備故障往往會對生產(chǎn)帶來巨大影響和損失,因此,對IGBT的失效研究具有十分重要的應用意義。 本文在深入分析IGBT器件工作原理和工作特性的基礎(chǔ)上,采用雙極傳輸理論聯(lián)立求解電子和空穴的傳輸方程,得到了穩(wěn)態(tài)時電子和空穴電流的表達式,對造成IGBT失效的各種因素進行了詳細分析。應用MATLAB軟件,對硅參數(shù)的熱導率、載流子濃度、載流子壽命、電子遷移率、空穴遷移率和雙極擴散系數(shù)等進行了仿真,深入研究了IGBT的失效因素,得到了IGBT失效的主要原因是發(fā)生擎住效應以及泄漏電流導致IGBT延緩失效的有用結(jié)論。并且,進行了IGBT動態(tài)模型的設計和仿真,對IGBT在短路情況下的失效機理進行了深入研究。 考慮到實際設備中的IGBT在使用中經(jīng)常會發(fā)生反復過流這一問題,通過搭建試驗電路,著重對反復過流對IGBT可能帶來的影響進行了試驗研究,探討了IGBT因反復過流導致的累積失效的變化規(guī)律。本文研究結(jié)果對于正確判斷IGBT失效以及失效程度、進而正確判斷和預測設備的可能故障,具有一定的應用參考價值。
標簽：
IGBT
功率電源
失效機理
上傳時間：
2013-08-04
上傳用戶：lrx1992
