圖展示了IGBT元胞的基本結(jié)構(gòu)，其中P-collector、N-drift和P-base區(qū)構(gòu)成PNP晶體管部分，N+源區(qū)、P-base基區(qū)以及N-drift作為漏區(qū)共同構(gòu)成n MOS結(jié)構(gòu)。整體上看，IGBT結(jié)構(gòu)是在MOS管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將部分n型漏極區(qū)用重?fù)诫sp型區(qū)代替，兩者最大的區(qū)別在于，MOS管器件采用低摻雜的n型漏極區(qū)以獲得較高的擊穿電壓，然而在導(dǎo)通狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生較大的壓降；相反，IGBT背面引入的N-drift/P-collector結(jié)可以在器件導(dǎo)通時(shí)向漂移區(qū)注入少數(shù)載流子，在電導(dǎo)調(diào)制作用下大大降低漂移區(qū)電阻。

作為一個(gè)三端器件，IGBT正面有兩個(gè)電極，分別為發(fā)射極（Emitter）和柵極（Gate）；背面為集電極（Collector）。在正向工作狀態(tài)下，發(fā)射極接地或接負(fù)壓，集電極接正壓，兩電極間電壓VCE》0，因此又分別稱為陰極和陽(yáng)極，柵極作為控制電極，可以通過(guò)調(diào)整其電壓實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通或截止。

igbt能直接代替可控硅嗎

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）和可控硅（SCR，Silicon Controlled Rectifier）都是功率半導(dǎo)體器件，但它們的工作原理和特性存在一些差異，因此在某些應(yīng)用中可以替代，但在其他情況下可能不適用。以下是關(guān)于IGBT能否直接代替可控硅的一些考慮：

1. 開(kāi)關(guān)特性：

- IGBT可以實(shí)現(xiàn)雙向控制，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)操作，具有較好的開(kāi)關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)和控制。

- 可控硅屬于單向控制器件，一旦觸發(fā)導(dǎo)通后，只能通過(guò)外部手段使其關(guān)斷。

2. 導(dǎo)通損耗：

- IGBT的導(dǎo)通損耗比可控硅低，工作效率較高。

- 可控硅的導(dǎo)通損耗相對(duì)較高，特別是在高頻應(yīng)用或需要頻繁開(kāi)關(guān)時(shí)。

3. 觸發(fā)方式：

- IGBT需要外部控制信號(hào)來(lái)觸發(fā)開(kāi)關(guān)操作，控制相對(duì)靈活。

- 可控硅通過(guò)一次觸發(fā)后，會(huì)一直保持導(dǎo)通狀態(tài)，直到電壓降到零。

4. 應(yīng)用場(chǎng)景：

- IGBT廣泛應(yīng)用于逆變器、變頻器、交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等需要頻繁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合。

- 可控硅主要應(yīng)用于交流電壓調(diào)節(jié)、電爐控制、電力系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合。

基于以上考慮，IGBT通常可以在某些應(yīng)用中替代可控硅，特別是需要頻繁開(kāi)關(guān)和雙向控制的場(chǎng)合。但在一些特定的應(yīng)用中，可控硅可能仍然是更合適的選擇，特別是在需要穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)和單向控制的場(chǎng)合。

IGBT直接代替可控硅會(huì)有什么影響？

將IGBT直接代替可控硅可能會(huì)產(chǎn)生一些影響，具體取決于替換的具體應(yīng)用和環(huán)境。以下是可能的影響：

1. 反向阻斷能力：

- 可控硅具有優(yōu)秀的反向阻斷能力，適用于需要在極短時(shí)間內(nèi)承受較高反向電壓沖擊的場(chǎng)合。而IGBT的反向阻斷能力相對(duì)較弱，不適用于這種高反向電壓沖擊的場(chǎng)合。

2. 電磁干擾：

- IGBT的開(kāi)關(guān)速度較快，可能會(huì)引入更多的電磁干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電磁兼容性。而可控硅的開(kāi)關(guān)速度較慢，可能會(huì)減少電磁干擾。

3. 損耗：

- 在某些應(yīng)用中，IGBT的導(dǎo)通損耗比可控硅更低，但在一些特定應(yīng)用中，可能由于開(kāi)關(guān)特性導(dǎo)致額外的損耗，影響系統(tǒng)效率。

4. 控制方式：

- 可控硅是一種觸發(fā)后一直保持導(dǎo)通狀態(tài)的器件，而IGBT需要外部控制信號(hào)才能開(kāi)通并保持導(dǎo)通。因此在控制邏輯和方式上可能需要做出一些調(diào)整。

5. 系統(tǒng)穩(wěn)定性：

- 在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，可控硅的穩(wěn)定性可能更好，因?yàn)槠溆|發(fā)后一直保持導(dǎo)通狀態(tài)，不受外部控制信號(hào)的影響。而IGBT的開(kāi)關(guān)操作可能受到外部干擾影響。

總的來(lái)說(shuō)，將IGBT直接代替可控硅可能會(huì)帶來(lái)一些影響，包括反向阻斷能力、電磁干擾、損耗、控制方式和系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面。因此在進(jìn)行替換時(shí)，需要充分評(píng)估具體應(yīng)用的要求和性能需求，以確保替換后系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

審核編輯：黃飛