Биполярный транзистор IGBT

Пиктограмма биполярного транзистора с изолированным затвором. На пиктограмме указан выходной порт блока, обозначенный m, для формирования векторного Simulink-сигнала из двух элементов — тока «коллектор-эмиттер» транзистора и напряжения «коллектор-эмиттер».

Назначение: моделирует биполярный транзистор с изолированным затвором.

Модель IGBT-транзистора состоит из резистора R_on, индуктивности L_on, источника постоянного напряжения V_fи ключа SW, включенных последовательно (рис. 5а и 5б). Работой ключа управляет блок логики. Включение прибора происходит при положительном напряжении «коллектор-эмиттер», которое превышает Vf, и на затвор g транзистора подан положительный сигнал. Выключение прибора происходит при уменьшении сигнала на затворе g до нуля. Транзистор находится в выключенном состоянии при отрицательном напряжении «коллектор-эмиттер». В модели параллельно самому прибору включена демпфирующая цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора. На рис. 5в показаны статические вольтамперные характеристики модели IGBT-транзистора для включенного и выключенного состояний.

Рис. 5. Биполярный транзистор с изолированным затвором (а), его SPS-модель (б) и статические вольтамперные характеристики (в)

В модели также учитывается инерционность выключающегося транзистора введением конечного времени выключения. Процесс выключения содержит два интервала: спада с длительностью T_f , в пределах которого ток «коллектор-эмиттер» уменьшается до 0,1 от тока в момент выключения (I_max ), и затягивания с длительностью T_t, где ток уменьшается до нуля.

Окно установки параметров биполярного транзистора IGBT аналогично окну параметров полностью управляемого тиристора GTO и по этой причине не рассматривается.