IGBT扫盲文，IGBT基础与运用知识学习-电路图讲解-电子技术方案

IGBT基础与运用

IGBT， 中文名字为绝缘栅双极型晶体管，它是由MOSFET（输入级）和PNP晶体管（输出级）复合而成的一种器件，既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快 的特点（控制和响应），又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点（功率级较为耐用），频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz 频率范围内。

理想等效电路与实际等效电路如图所示：

IGBT 的静态特性一般用不到，暂时不用考虑，重点考虑动态特性（开关特性）。

动态特性的简易过程可从下面的表格和图形中获取：

IGBT的开通过程

IGBT 在开通过程中，分为几段时间

1.与MOSFET类似的开通过程，也是分为三段的充电时间

2.只是在漏源DS电压下降过程后期，PNP晶体管由放大区至饱和过程中增加了一段延迟时间。

在上面的表格中，定义了了：开通时间Ton，上升时间Tr和Tr.i

除了这两个时间以外，还有一个时间为开通延迟时间td。on:td。on=Ton-Tr.i

IGBT在关断过程

IGBT在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。

第一段是按照MOS管关断的特性的

第二段是在MOSFET关断后，PNP晶体管上存储的电荷难以迅速释放，造成漏极电流较长的尾部时间。

在上面的表格中，定义了了：关断时间Toff，下降时间Tf和Tf.i

除了表格中以外，还定义

trv为DS端电压的上升时间和关断延迟时间td(off)。

漏极电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成，而总的关断时间可以称为toff=td(off)+trv十t(f)，td(off)+trv之和又称为存储时间。

从下面图中可看出详细的栅极电流和栅极电压，CE电流和CE电压的关系：

从另外一张图中细看MOS管与IGBT管栅极特性可能更有一个清楚的概念：

开启过程

关断过程

尝试去计算IGBT的开启过程，主要是时间和门电阻的散热情况。

C。GE 栅极-发射极电容

C。CE 集电极-发射极电容

C。GC 门级-集电极电容（米勒电容）

Cies = CGE + CGC 输入电容

Cres = CGC 反向电容

Coes = CGC + CCE 输出电容

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概述

利用4个dsp48e1模块，实现四路加法器，dsp48e1模块在手册中表示比较复杂，找了两个图，可以大致看懂他的基本功能。

图1 dsp48e1端口说明

图2 简化的DSP48E1结构

软件环境

? Matlab 2014 a

? Vivado 2014.4

? SySTem generator 2014.4

实现步骤

1、 模型搭建与仿真

在simulink环境下工程搭建如下

图3 四路加法器原理图

模型搭建完毕后，双击system generator ，按照a7试用板的型号设置如下

图4 system generator

2、vivado仿真

找到输出目录，打开xpr文件，可得完整的vivado工程

图5 工程结构

直接运行仿真

图6 仿真

仿真结果

设置4路输入，分别输入： 1，2，3，4（fix_18_0），可得48bit的输出1010b

图7 仿真结果

分析

还没有用到SIMD功能，不知道为什么，一旦勾选SIMD功能将48bit拆分成4个12bit就会出现报错，可能是我的参数设置有问题，这一步还得继续看一下官方的手册，希望下次能够将这个问题解决。

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