绝缘栅双极晶体管的实用指南

这是绝缘栅双极晶体管（IGBT）的实用指南。您将从实际的角度学习如何使用它——而无需深入研究它内部的物理外观。IGBT通常被描述为复杂而先进的东西。但是，当你剥离物理解释并开始练习时，将其放入电路中是很简单的。

在本指南结束时，您将能够使用 IGBT 并用它构建您的第一个简单电路。

什么是IGBT？

绝缘栅双极晶体管 （IGBT） 是一种特殊类型的晶体管，可用于需要打开和关闭大量电流的电路。它是MOSFET和BJT晶体管的混合体。

它有三个引脚——集电极、发射极和栅极。顾名思义，栅极端子与其他端子绝缘，因此没有电流流入栅极，就像MOSFET一样。当您打开它时，电流在集电极和发射极引脚之间流动。

栅极电压控制流过发射极-集电极端子的电流量。换言之，输入电压控制输出电流。所以IGBT是一种压控晶体管。

IGBT与MOSFET

如果您已经知道MOSFET的工作原理，那么您就可以开始了，因为IGBT在电路中的工作方式相同。事实是，在大多数实际情况下，您可以将IGBT视为MOSFET。

主要区别在于IGBT晶体管可以处理比MOSFET晶体管高得多的电流和电压。

根据器件的不同，IGBT可以处理高达500A及以上的电流。接通IGBT所需的栅极电压通常在4-8V左右。

绝缘栅双极晶体管的类型

IGBT有两种类型：

穿孔式IGBT： 只允许电流从集电极流向发射极，而不允许流向其他方向 这种类型的IGBT用于直流电路，也称为非对称IGBT。

非穿孔式IGBT： 允许电流双向流动 - 从集电极到发射极 - 或从发射极到集电极。这种类型的IGBT用于交流电路，也称为对称IGBT。

因此，如果您正在构建交流电路，请使用非对称（穿通）版本。如果您正在构建直流电路，请使用对称（非穿通）版本。

在电路中使用IGBT的实际例子

由于IGBT可以处理如此高的电流，因此通常用于电力电子领域。您可以在开关模式电源、驱动重负载（如电动机）的电路、空调、冰箱等中找到它。

构建您的第一个IGBT电路

现在您已经了解了基础知识，获得一些实践经验是件好事。现在是时候构建您的第一个基于 IGBT
的电路了——可变电压电源。您可以在面包板上构建此电路。您将需要以下部件：

IGBT（如WG30NC60）

一个 1K 电阻器

10K电位计

12V电源

任何输出负载，例如直流电机、风扇或灯泡

如上图所示连接电路。

它是如何工作的

当您转动电位器时，IGBT栅极两端的电压会发生变化。这将增加或减少集电极-发射极两端的电流。

要测试这一点，您可以将直流电机连接到输出端，以观察它在转动 10K
电位器时的速度变化。或者查看灯泡在连接输出时的亮度变化。如果要将电路用于高电压和高电流，请使用IGBT的散热器，并用合适的电线将元件焊接在PCB上。
审核编辑：陈陈