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(dòng)簡單等諸多優(yōu)點(diǎn),在電力電子設(shè)備、尤其是中大型功率的電力電子設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛。但是,IGBT失效引發(fā)的設(shè)備故障往往會(huì)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(yīng)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(shí)電子和空穴電流的表達(dá)式,對造成IGBT失效的各種因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。應(yīng)用MATLAB軟件,對硅參數(shù)的熱導(dǎo)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(kuò)散系數(shù)等進(jìn)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(yīng)以及泄漏電流導(dǎo)致IGBT延緩失效的有用結(jié)論。并且,進(jìn)行了IGBT動(dòng)態(tài)模型的設(shè)計(jì)和仿真,對IGBT在短路情況下的失效機(jī)理進(jìn)行了深入研究。 考慮到實(shí)際設(shè)備中的IGBT在使用中經(jīng)常會(huì)發(fā)生反復(fù)過流這一問題,通過搭建試驗(yàn)電路,著重對反復(fù)過流對IGBT可能帶來的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究,探討了IGBT因反復(fù)過流導(dǎo)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(jìn)而正確判斷和預(yù)測設(shè)備的可能故障,具有一定的應(yīng)用參考價(jià)值。
標(biāo)簽：
IGBT
功率電源
失效機(jī)理
上傳時(shí)間：
2013-08-04
上傳用戶：lrx1992
