這是絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的實(shí)用指南。您將從實(shí)際的角度學(xué)習(xí)如何使用它——而無需深入研究它內(nèi)部的物理外觀。IGBT通常被描述為復(fù)雜而先進(jìn)的東西。但是，當(dāng)你剝離物理解釋并開始練習(xí)時(shí)，將其放入電路中是很簡(jiǎn)單的。

在本指南結(jié)束時(shí)，您將能夠使用 IGBT 并用它構(gòu)建您的第一個(gè)簡(jiǎn)單電路。

什么是IGBT？

絕緣柵雙極晶體管 （IGBT） 是一種特殊類型的晶體管，可用于需要打開和關(guān)閉大量電流的電路。它是MOSFET和BJT晶體管的混合體。

它有三個(gè)引腳——集電極、發(fā)射極和柵極。顧名思義，柵極端子與其他端子絕緣，因此沒有電流流入柵極，就像MOSFET一樣。當(dāng)您打開它時(shí)，電流在集電極和發(fā)射極引腳之間流動(dòng)。

柵極電壓控制流過發(fā)射極-集電極端子的電流量。換言之，輸入電壓控制輸出電流。所以IGBT是一種壓控晶體管。

IGBT與MOSFET

如果您已經(jīng)知道MOSFET的工作原理，那么您就可以開始了，因?yàn)镮GBT在電路中的工作方式相同。事實(shí)是，在大多數(shù)實(shí)際情況下，您可以將IGBT視為MOSFET。

主要區(qū)別在于IGBT晶體管可以處理比MOSFET晶體管高得多的電流和電壓。

根據(jù)器件的不同，IGBT可以處理高達(dá)500A及以上的電流。接通IGBT所需的柵極電壓通常在4-8V左右。

絕緣柵雙極晶體管的類型

IGBT有兩種類型：

穿孔式IGBT： 只允許電流從集電極流向發(fā)射極，而不允許流向其他方向 這種類型的IGBT用于直流電路，也稱為非對(duì)稱IGBT。

非穿孔式IGBT： 允許電流雙向流動(dòng) - 從集電極到發(fā)射極 - 或從發(fā)射極到集電極。這種類型的IGBT用于交流電路，也稱為對(duì)稱IGBT。

因此，如果您正在構(gòu)建交流電路，請(qǐng)使用非對(duì)稱（穿通）版本。如果您正在構(gòu)建直流電路，請(qǐng)使用對(duì)稱（非穿通）版本。

在電路中使用IGBT的實(shí)際例子

由于IGBT可以處理如此高的電流，因此通常用于電力電子領(lǐng)域。您可以在開關(guān)模式電源、驅(qū)動(dòng)重負(fù)載（如電動(dòng)機(jī)）的電路、空調(diào)、冰箱等中找到它。

構(gòu)建您的第一個(gè)IGBT電路

現(xiàn)在您已經(jīng)了解了基礎(chǔ)知識(shí)，獲得一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是件好事。現(xiàn)在是時(shí)候構(gòu)建您的第一個(gè)基于 IGBT
的電路了——可變電壓電源。您可以在面包板上構(gòu)建此電路。您將需要以下部件：

IGBT（如WG30NC60）

一個(gè) 1K 電阻器

10K電位計(jì)

12V電源

任何輸出負(fù)載，例如直流電機(jī)、風(fēng)扇或燈泡

如上圖所示連接電路。

它是如何工作的

當(dāng)您轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，IGBT柵極兩端的電壓會(huì)發(fā)生變化。這將增加或減少集電極-發(fā)射極兩端的電流。

要測(cè)試這一點(diǎn)，您可以將直流電機(jī)連接到輸出端，以觀察它在轉(zhuǎn)動(dòng) 10K
電位器時(shí)的速度變化。或者查看燈泡在連接輸出時(shí)的亮度變化。如果要將電路用于高電壓和高電流，請(qǐng)使用IGBT的散熱器，并用合適的電線將元件焊接在PCB上。
審核編輯：陳陳