第一篇：電子技術課程總結

電子技術課程總結

熱工

一個學期以來，電子技術課程的教學內容十分豐富，電子元件及電子電路的學習不僅加強了我們的社會應用認知，還在老師的悉心指導下加強了學習能力。下面是我學習本課程的一些收獲。

在第一節課，老師你就跟我們講解了一些學習方法，上課認真聽講，課后完成作業之余，寫一下那本練習冊，鍛煉自己的做題能力，多了解一些題型，增強分析能力，學會總結，還有在4、7、10、13、16周的周二下午6點半，還給我們進行答疑，這都令我們的學習渠道增多，解決掉課上沒聽明白的知識點。經過你的悉心指導，我的學習能力有了一定的提高，形成了良好的學習習慣，上課專心聽講，下課完成一定的相應練習，不讓自己對課上的知識生疏，但我還不能做到每時每刻上課都專心，偶爾會有點分心，但相對其他的課程，我的專心度是最高的，實話說。上課的時候基本都能聽得明白清楚，就最后一章的時序邏輯電路當時沒能聽明白，但在課后與同學討論及在后面一節課中你的習題講解，令我漸漸了解了時序邏輯電路的題型。

聽老師講解題型是學生學習進步最快的方法，我個人認為。因為在題型中包含了很多的知識點，而老師講解就能讓我們知道該如何應用所學的知識點進行分析解題，也能讓我們少走彎路，思維更快的往正確的方向走。而學生自己解題，不僅得先瀏覽一遍課本后才能想起一些知識點，還得查找相關例題，看例題如何分析，這樣就大大的削弱了學習效率，一天時間也做不了幾題。同時老師講解題型的時候有些題是有多種思路，多種解題方法的，老師講出來，就能開闊我們的視野，強化學生的思路，不再局限于自己的課本。而我們寫那本練習也會有不懂的題，老師的講解就成為我們解惑的渴望，在聽講的過程中學生的精神都是高度集中的，老師講題越多，學生的精神集中能力也會提高，進而形成一種習慣，那在上課的時候，學生就自然而然的全神貫注的聽講了。

上電子技術課，在電子元件方面，我更加清楚的了解到了二極管的工作原理與應用方法，并認識了穩壓二極管、三極管以及晶閘管等電子元件的性能與應用。在電路方面，認識了基本放大電路、集成運算放大器、電子電路的反饋、門電路和組合邏輯電路、觸發器和時序邏輯電路。在如今這個科技發展的時代，電子技術在科技方面占領了很大的一塊領域，幾乎與所有的技術息息相關。集成電路越做越小，內部電路越發繁多，功能也日日增多增強，生活水平也就日日提高。在這門課程里我們學到了門電路的組合與分析判斷，在課程實驗中運用所學知識進行實踐操作，令我們真正的學有所得。

現在一個學期就過去了，課程的輕松愉快令我有些不舍，但想到自己在這個學期的學習表現還不錯，也為自己欣慰，同時有點期待下學期的其他課程自己也能像上電子技術課一樣好好聽課，并有收獲。在此感謝老師您這學期以來的悉心指導，O(∩_∩)O謝謝。

第二篇：電子技術課程總結

電子技術課程總結

第1章 常用半導體元器件

了解半導體材料的導電機理。掌握PN結的單向導電性。熟悉二極管、三極管的伏安特性和主要參數。了解常用光電器件（LED、光電二極管、光電三極管、光電耦合器）的伏安特性。

第2章 基本放大電路

1.掌握基本放大電路的組成，靜態工作點的穩定、非線性失真等概念。能夠理解阻容耦合多級放大電路的計算方法和頻率特性。重點掌握共射極和共集電極放大電路的靜態計算和動態計算方法：

1）靜態計算：用估算法（近似計算法）計算靜態工作點（IBICUCE）。

2）動態計算：利用放大電路的微變等效電路模型計算：電壓放大

倍數Au，輸入電阻 ri，輸出電阻 ro。

2.掌握負反饋的概念，判斷反饋類型，理解負反饋對放大電路性能的影響。

3.了解差分放大電路、互補對稱功放電路的原理和一些基本概念。

第3章 集成運算放大器

各種運算電路：比例、加法、減法（差動運算）、積分、微分、對數和反對數、乘法和除法運算。

濾波器和比較器：電壓比較器、滯回比較器、窗口電壓比較器。比較器的電壓傳輸特性曲線（輸入與輸出關系）

4組合邏輯電路

掌握基本邏輯代數運算規則。熟悉常用組合邏輯電路：加法器，譯碼器，編碼器，數據選擇器，數據分配器電路的原理。能夠分析和設計稍復雜的組合邏輯電路。掌握用譯碼器和數據選擇器電路實現組合邏輯的一般方法。

第5章 時序邏輯電路

掌握各種雙穩態觸發器的邏輯功能；計數器電路的分析；集成計數器的使用。

第7章 模擬量和數字量的轉換

簡單了解常用ADC和DAC電路的結構和原理，了解ADC和DAC器件主要技術指標之含義。

第8章 信號的發生與變換

理解自激振蕩的產生條件和建立過程，能用相位條件判斷電路能否產生自激振蕩。理解常用的波形發生器電路的工作原理，例如文氏橋式正弦波振蕩電路，LC正弦波振蕩電路，矩形波發生器，三角波發生器，鋸齒波發生器等電路的工作原理。重點掌握555集成定時器電路的工作原理和應用電路。

第9章 電力電子技術

了解常用電力電子器件的工作原理。

掌握二極管整流及濾波電路的工作原理和參數計算。

掌握串聯調整型直流穩壓電路的工作原理，掌握三端集成穩壓集成電路的應用。

第三篇：電工電子技術課程總結

世行貸款21世紀初高等理工科教育教學改革項目《礦業類專業課程體系整體優化與實踐》課程總結

《電工電子技術》課程總結

魏 紹 亮

（山東科技大學機電學院）

一、原課程存在的問題分析

該課程是采礦工程專業的一門專業基礎課，不僅要求學生掌握電工與電子的基本理論和基本方法，并且要求學生具有較強的實踐能力。原課程主要存在以下問題：

（1）內容多而雜，學時少。由于本課程內容涉及面廣且較雜，既包含了電路的知識，模擬電子、數字電子，同時又有電機及其控制等內容，它是電學科的一門主干課程。由于內容多，而學時較少，給該課程的教學帶來了不少困難和問題，如何利用有限的學時完成課程任務，成了該課程最突出的矛盾。所以，在教材選擇上、內容體系上、教學方法上等需要改革創新。

（2）教學內容，教學方法上陳舊。社會要求學生不僅掌握深厚的理論知識，而且要具有較強的動手能力。而該課程又是一門動手能力要求很高的課程，所以，必須加強實驗改革，加強學生綜合性和驗證性實驗的訓練，大大提高學生的綜合思維能力和動手能力。

（3）新技術、新方法不斷出現，原教學內容卻反映很少。由于新技術和新方法的不斷發展，本課程所涉及的內容也在變化，與電工電子技術相關的許多新技術和新方法不斷涌現。要提高學生未來社會的競爭能力，就必須讓學生掌握這些新技術和新方法，在課程教學中予以體現。

二、課程改革的原則和做法

總的思路就是利用有限的學時讓學生既能較好地掌握基本理論和基本方法，又能盡量加強新理論、新方法的學習，同時增加綜合性、設計性實驗，提高學生的動手能力和綜合思維能力。

具體安排：

（1）選擇質量高，學時和內容相當的教材。如面向21世紀的國家級優秀教材：高等教育出版社出版，唐介主編的《電工學》，葉挺秀主編的《電工電子技術》等，都可優先選用。

（2）教學方法上采用課堂黑板教學與多媒體教學相結合的方法，提高課堂 1 世行貸款21世紀初高等理工科教育教學改革項目《礦業類專業課程體系整體優化與實踐》課程總結

效率有效地解決學時不足與內容較多之間的矛盾。

（3）內容講授上增加PLC的應用和EDA的相關知識和技術，讓學生了解和掌握當前某些的新技術和新方法。

（4）加強綜合性和創新性實驗。至少再增開設兩個綜合性和創新性實驗。（5）加強學生素質的培養。通過該課程的學習培養大家團結互助，整體意識，鍛煉吃苦耐勞的精神。

三、課程改革成果

（1）內容體系改革上有新突破。能夠利用60學時的理論授課時間，把該課程的內容講授完，并適當增加了新理論和新方法的介紹。如在原來的教學中，一般是先講三相電路，然后講授非正弦交流電路和暫態電路，接著講授變壓器和電動機。由于，非正弦電路與暫態電路在本書中相對較為獨立，前后聯系不大，而變壓器、電動機和正弦交流電路與三相電路具有較密切的聯系。針對這種情況，我們在教學上講授完正弦電路和三相電路后，直接講授變壓器和電動機，這樣不僅提高了教學進度，而且教學效果較好。采用合理的教學安排，不僅把原來書本上的內容較好的學完，而且留出足夠的時間講授當前的新技術和新方法，學生對PLC控制器的原理有了較全面的認識，對EDA設計方法也有了較全面的了解。

（2）成功開設了綜合性和設計性實驗。如“電動機星三角自動延時啟動“試驗”它在電工電子中是一個綜合較強的設計性試驗。不僅要求學生具有直流電路、交流電路、暫態電路的基本知識，而且要求學生對模擬電路也有較深的認識，所以，可以較好地培養學生的創造性，把電工電子所學的內容前后有機的結合起來，設計出合理的電路方案。實驗結果表明，這種綜合性、設計性試驗非常受學生的歡迎，收到了較好的試驗效果，學生能力得到了較大的鍛煉。為以后的成功編寫實驗教材積累了寶貴的經驗。

（3）編寫了三本實踐教材：《電工技術與可編程序控制器實踐》、《電子技術實踐》、《EDA設計與方針實踐》。三本實踐教材于2002年8月由機械工業出版社出版發行，我校班級都選用了該教材。該教材總結了長期從事電工電子課教師的教學經驗及科研成果，具有較好的實用價值。現在我們正在計劃出版兩本理論教材：《電工技術》、《電子技術》，計劃2003年底在機械工業出版社正式出版，相關教師正在全力編寫。

（4）制作了多媒體課件。已完成了教學用的全套多媒體課件，該課件融入 世行貸款21世紀初高等理工科教育教學改革項目《礦業類專業課程體系整體優化與實踐》課程總結

了老師們多年的教學經驗，從文字編寫、圖形制作、公式演繹，到聲音配制到版面效果等都作了精心設計和制作，具有較好的教學效果。

（5）成績評定方法改革取得了預期效果。要想改變傳統的“教死書”的模式，就必須進行學生成績評定的改革。原先那種單純依靠期末考試成績來衡量學生學習好差的方式已經不適應當今素質教育的要求。我們針對該課程的特點把成績評定方法作了改革，學生成績=期末考試成績×60%+課堂成績×20%+平時測驗成績×20%。這種計量方式可以較公正地、全面地衡量一個學生對該課程的學習情況，可以積極地調動學生學習的積極性和能動性。實驗成績采用單獨計量方式，打破理論成績與實驗成績在一塊的模式，對實驗單獨設課，便于更好地調動學生的積極性，認真對待每一個試驗，使實驗課走向正規化，提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，全面提高學生的素質，培養合格的工程技術人員。

四、存在的問題

資金短缺，使很多綜合性試驗和設計性試驗很難正常開設，許多元器件不能及時購買到，影響試驗的正常開出，影響了教學質量的提高。對先進的新技術和方法，由于資金不足，學生的學習只停留在理論認識上，不能讓學生親自動手做實驗。如PLC（可變程序控制器）、CPLD（EDA開發和仿真系統）等缺乏應有的試驗設備，所以我們只能在課堂上給學生講授，而不能進行實驗，達不到學習和培養的需要。我們還需要購買較好的多媒體課件，由于資金問題遲遲不能實現，所以某些教師的講課只能停留在黑板的講課方式上。

五、課程改革的效果分析

針對采礦專業，我們進行了卓有成效的教學改革，應該說效果較好。采礦專業是工科中一個非常重要的專業，培養的學生不僅要求具有寬厚的理論基礎，而且要求學生具有較強的動手能力，綜合分析與解決問題的能力。所以，在教學內容上，我們拓寬了教學的知識面，不僅要求學生掌握基本理論和基本方法，而且要求學生熟悉當前應該了解的新理論和新方法（如EDA設計），在教學方法上加強學生能力培養，加強了實驗課，增加了綜合性、設計性實驗。總體來看，課程改革的效果較好，學生反映也較好。

第四篇：電工電子技術課程總結

世行貸款21世紀初高等理工科教育教學改革項目《礦業類專業課程體系整體優化與實踐》課程總結

《電工電子技術》課程總結

魏 紹 亮

（山東科技大學機電學院）

一、原課程存在的問題分析

該課程是采礦工程專業的一門專業基礎課，不僅要求學生掌握電工與電子的基本理論和基本方法，并且要求學生具有較強的實踐能力。原課程主要存在以下問題：

（1）內容多而雜，學時少。由于本課程內容涉及面廣且較雜，既包含了電路的知識，模擬電子、數字電子，同時又有電機及其控制等內容，它是電學科的一門主干課程。由于內容多，而學時較少，給該課程的教學帶來了不少困難和問題，如何利用有限的學時完成課程任務，成了該課程最突出的矛盾。所以，在教材選擇上、內容體系上、教學方法上等需要改革創新。

（2）教學內容，教學方法上陳舊。社會要求學生不僅掌握深厚的理論知識，而且要具有較強的動手能力。而該課程又是一門動手能力要求很高的課程，所以，必須加強實驗改革，加強學生綜合性和驗證性實驗的訓練，大大提高學生的綜合思維能力和動手能力。

（3）新技術、新方法不斷出現，原教學內容卻反映很少。由于新技術和新方法的不斷發展，本課程所涉及的內容也在變化，與電工電子技術相關的許多新技術和新方法不斷涌現。要提高學生未來社會的競爭能力，就必須讓學生掌握這些新技術和新方法，在課程教學中予以體現。

二、課程改革的原則和做法

總的思路就是利用有限的學時讓學生既能較好地掌握基本理論和基本方法，又能盡量加強新理論、新方法的學習，同時增加綜合性、設計性實驗，提高學生的動手能力和綜合思維能力。

具體安排：

（1）選擇質量高，學時和內容相當的教材。如面向21世紀的國家級優秀教材：高等教育出版社出版，唐介主編的《電工學》，葉挺秀主編的《電工電子技術》等，都可優先選用。

（2）教學方法上采用課堂黑板教學與多媒體教學相結合的方法，提高課堂 1

效率有效地解決學時不足與內容較多之間的矛盾。

（3）內容講授上增加PLC的應用和EDA的相關知識和技術，讓學生了解和掌握當前某些的新技術和新方法。

（4）加強綜合性和創新性實驗。至少再增開設兩個綜合性和創新性實驗。

（5）加強學生素質的培養。通過該課程的學習培養大家團結互助，整體意識，鍛煉吃苦耐勞的精神。

三、課程改革成果

（1）內容體系改革上有新突破。能夠利用60學時的理論授課時間，把該課程的內容講授完，并適當增加了新理論和新方法的介紹。如在原來的教學中，一般是先講三相電路，然后講授非正弦交流電路和暫態電路，接著講授變壓器和電動機。由于，非正弦電路與暫態電路在本書中相對較為獨立，前后聯系不大，而變壓器、電動機和正弦交流電路與三相電路具有較密切的聯系。針對這種情況，我們在教學上講授完正弦電路和三相電路后，直接講授變壓器和電動機，這樣不僅提高了教學進度，而且教學效果較好。采用合理的教學安排，不僅把原來書本上的內容較好的學完，而且留出足夠的時間講授當前的新技術和新方法，學生對PLC控制器的原理有了較全面的認識，對EDA設計方法也有了較全面的了解。

（2）成功開設了綜合性和設計性實驗。如“電動機星三角自動延時啟動“試驗”它在電工電子中是一個綜合較強的設計性試驗。不僅要求學生具有直流電路、交流電路、暫態電路的基本知識，而且要求學生對模擬電路也有較深的認識，所以，可以較好地培養學生的創造性，把電工電子所學的內容前后有機的結合起來，設計出合理的電路方案。實驗結果表明，這種綜合性、設計性試驗非常受學生的歡迎，收到了較好的試驗效果，學生能力得到了較大的鍛煉。為以后的成功編寫實驗教材積累了寶貴的經驗。

（3）編寫了三本實踐教材：《電工技術與可編程序控制器實踐》、《電子技術實踐》、《EDA設計與方針實踐》。三本實踐教材于2002年8月由機械工業出版社出版發行，我校班級都選用了該教材。該教材總結了長期從事電工電子課教師的教學經驗及科研成果，具有較好的實用價值。現在我們正在計劃出版兩本理論教材：《電工技術》、《電子技術》，計劃2003年底在機械工業出版社正式出版，相關教師正在全力編寫。

（4）制作了多媒體課件。已完成了教學用的全套多媒體課件，該課件融入

了老師們多年的教學經驗，從文字編寫、圖形制作、公式演繹，到聲音配制到版面效果等都作了精心設計和制作，具有較好的教學效果。

（5）成績評定方法改革取得了預期效果。要想改變傳統的“教死書”的模式，就必須進行學生成績評定的改革。原先那種單純依靠期末考試成績來衡量學生學習好差的方式已經不適應當今素質教育的要求。我們針對該課程的特點把成績評定方法作了改革，學生成績=期末考試成績×60%+課堂成績×20%+平時測驗成績×20%。這種計量方式可以較公正地、全面地衡量一個學生對該課程的學習情況，可以積極地調動學生學習的積極性和能動性。實驗成績采用單獨計量方式，打破理論成績與實驗成績在一塊的模式，對實驗單獨設課，便于更好地調動學生的積極性，認真對待每一個試驗，使實驗課走向正規化，提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，全面提高學生的素質，培養合格的工程技術人員。

四、存在的問題

資金短缺，使很多綜合性試驗和設計性試驗很難正常開設，許多元器件不能及時購買到，影響試驗的正常開出，影響了教學質量的提高。對先進的新技術和方法，由于資金不足，學生的學習只停留在理論認識上，不能讓學生親自動手做實驗。如PLC（可變程序控制器）、CPLD（EDA開發和仿真系統）等缺乏應有的試驗設備，所以我們只能在課堂上給學生講授，而不能進行實驗，達不到學習和培養的需要。我們還需要購買較好的多媒體課件，由于資金問題遲遲不能實現，所以某些教師的講課只能停留在黑板的講課方式上。

五、課程改革的效果分析

針對采礦專業，我們進行了卓有成效的教學改革，應該說效果較好。采礦專業是工科中一個非常重要的專業，培養的學生不僅要求具有寬厚的理論基礎，而且要求學生具有較強的動手能力，綜合分析與解決問題的能力。所以，在教學內容上，我們拓寬了教學的知識面，不僅要求學生掌握基本理論和基本方法，而且要求學生熟悉當前應該了解的新理論和新方法（如EDA設計），在教學方法上加強學生能力培養，加強了實驗課，增加了綜合性、設計性實驗。總體來看，課程改革的效果較好，學生反映也較好。

第五篇：電力電子技術課程總結

學 號：1111111111

Hefei University

功率變換技術課程綜述

報告題目：IGBT研究現狀及發展趨勢

專業班級： XXXXXXXXXXXX 學生姓名： XXX 教師姓名： ZZZZZ老師 完成時間： 2017年5月14日

IGBT研究現狀及發展趨勢

中 文 摘 要

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。

關鍵詞：IGBT；半導體；研究現狀；發展前景

Present situation and development trend of IGBT research

ABSTRACT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), insulated gate bipolar transistor, is composed of BJT(bipolar transistor)and MOS(insulated gate FET)composite full controlled voltage composed of driven power semiconductor devices, has the advantages of high input impedance and low conductance GTR with MOSFET through the two aspects pressure drop.The GTR saturation voltage is reduced, the carrier current density is large, but the driving current is large.The driving power of MOSFET is very small and the switching speed is fast, but the turn-on voltage drop is large and the carrier current density is small.IGBT combines the advantages of the above two devices, small driving power and lower saturation voltage KEYWORD:IGBT;Semiconductor;Status;Development prospect.一、引言..............................................................................................................1

二、IGBT介紹.....................................................................................................1 2.1 什么是IGBT..........................................................................................1 2.2 IGBT的各種有關參數...........................................................................1 2.3驅動方式及驅動功率..............................................................................2

三、存在的問題....................................................................................................4

四、研究現狀........................................................................................................5

五、發展趨勢........................................................................................................6 參考文獻................................................................................................................7

一、引言

自20 世紀50 年代末第一只晶閘管問世以來, 電力電子技術開始登上現代電氣傳動技術舞臺, 以此為基礎開發的可控硅整流裝置, 是電氣傳動領域的一次革命, 使電能的變換和控制從旋轉變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構成的變流器時代, 這標志著電力電子的誕生。

進入70 年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品, 普通晶閘管不能自關斷的半控型器件, 被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術理論研究和制造工藝水平的不斷提高, 電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發展, 是電力電子技術的又一次飛躍, 先后研制出GTR.GTO, 功率MOSFET 等自關斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件, 開始向大容易高頻率、響應快、低損耗方向發展。

二、IGBT介紹

2.1 什么是IGBT 絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金屬氧化物場效應晶體管(MOSFET)和雙極晶體管(Bipolar)基礎上發展起來的一種新型復合功率器件，具有MOS輸入、雙極輸出功能。IGBT集Bipolar器件通態壓降小、載流密度大、耐壓高和功率MOSFET驅動功率小、開關速度快、輸入阻抗高、熱穩定性好的優點于一身。作為電力電子變換器的核心器件，為應用裝置的高頻化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基礎。

自IGBT商業化應用以來，作為新型功率半導體器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的頻率應用范圍內占據重要地位，其電壓范圍為600V—6500V，電流范圍為1A—3600A(140mm x 190mm模塊)。IGBT廣泛應用于工業、4C(通信、計算機、消費電子、汽車電子)、航空航天、國防軍工等傳統產業領域以及軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域。采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質量，具有高效節能和綠色環保的特點，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術，因此被稱為功率變流產品的“CPU”、“綠色經濟之核”。在未來很長一段時間內，為適應全球降低CO2排放的戰略需要，IGBT必將扮演更為重要的角色，是節能技術和低碳經濟的重要支點。

2.2 IGBT的各種有關參數

2.2.1容量

低功率IGBT應用范圍一般都在600V、1KA、1KHZ以上區域，為滿足家電行業的需求，ST半導體，三菱公司推出低功率IGBT產品，適用于微波爐，洗衣機等。而非傳統性IGBT采用薄片技術，在性能上高速，低損耗，在設計600V-1200V的IGBT時，其可靠性最高。2.2.2 開關頻率

IGBT的開通過程按時間可以分為四個過程，如下：第一：門射電壓Vge小于閥值電壓Vth時。其門極電阻RG和門射電容CGEI的時間常數決定這一過程。當器件的集電極電流IC 和集射電壓VCE均保持不變時，CGEI就是影響其導通延遲時間tdon的唯一因素。第二：當門射電壓Vge達到其閥值電壓時，開通過程進入第二階段，IGBT開始導通，其電流上升速率dI/dt的大小與門射電壓Vge和器件的跨導gfs有如下關系：dIc/dt=gfs（Ic）＊dVge/dt。其中，dVge/dt由器件的門極電阻Rg和門射電容CGEI所決定（對于高壓型IGBT來說，門集電容Cgc可忽略不計）。第三：第三階段從集電極電流達到最大值ICmax。第四：通之后，器件進入穩定的導通狀態。

2.2.3 關斷過程

當在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時，溝道被禁止，沒有空穴注入N-區內。在任何情況下，如果MOSFET電流在開關階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是因為換向開始后，在N層內還存在少數的載流子(少子)。這種殘余電流值(尾流)的降低，完全取決于關斷時電荷的密度，而密度又與幾種因素有關，如摻雜質的數量和拓撲，層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形，集電極電流引起以下問題：功耗升高；交叉導通問題，特別是在使用續流二極管的設備上，問題更加明顯。

鑒于尾流與少子的重組有關，尾流的電流值應與芯片的溫度、IC 和VCE密切相關的空穴移動性有密切的關系。因此，根據所達到的溫度，降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的。

2.3驅動方式及驅動功率

2.3.1 柵極驅動電壓

因IGBT柵極—發射極阻抗大，故可使用 MOSFET 驅動技術進行驅動，但 IGBT 的輸入電容較MOSFET大，所以IGBT的驅動偏壓應比MOSFET 驅動所需偏壓強。在+20℃情況下，實測60 A，1200 V 以下的 IGBT 開通電壓閥值為5～6 V，在實際使用時，為獲得最小導通壓降，應選取Ugc≥(1.5～3)Uge(th)，當Uge 增

加時，導通時集射電壓Uce將減小，開通損耗隨之減小，但在負載短路過程Uge 增加，集電極電流Ic也將隨之增加，使得 IGBT 能承受短路損壞的脈寬變窄，因此Ugc的選擇不應太大，這足以使 IGBT 完全飽和，同時也限制了短路電流及其所帶來的應力(在具有短路工作過程的設備中，如在電機中使用IGBT時，+Uge在滿足要求的情況下盡量選取最小值，以提高其耐短路能力）。2.3.2對電源的要求

對于全橋或半橋電路來說，上下管的驅動電源要相互隔離，由于 IGBT 是電壓控制器件，所需要的驅動功率很小，主要是對其內部幾百至幾千皮法的輸入電容的充放電，要求能提供較大的瞬時電流，要使 IGBT 迅速關斷，應盡量減小電源的內阻，并且為防止 IGBT 關斷時產生的du/dt誤使IGBT導通，應加上一個-5V的關柵電壓，以確保其完全可靠的關斷(過大的反向電壓會造成 IGBT 柵射反向擊穿，一般為-2～10V之間)。2.3.3對驅動波形的要求

從減小損耗角度講，門極驅動電壓脈沖的上升沿和下降沿要盡量陡峭，前沿很陡的門極電壓使 IGBT 快速開通，達到飽和的時間很短，因此可以降低開通損耗，同理，在 IGBT 關斷時，陡峭的下降沿可以縮短關斷時間，從而減小了關斷損耗，發熱量降低。但在實際使用中，過快的開通和關斷在大電感負載情況下反而是不利的。因為在這種情況下，IGBT過快的開通與關斷將在電路中產生頻率很高、幅值很大、脈寬很窄的尖峰電壓 Ldi/dt，并且這種尖峰很難被吸收掉。此電壓有可能會造成 IGBT 或其他元器件被過壓擊穿而損壞。所以在選擇驅動波形的上升和下降速度時，應根據電路中元件的耐壓能力及 du/dt 吸收電路性能綜合考慮。

2.3.4對驅動功率的要求

由于 IGBT 的開關過程需要消耗一定的電源功率，最小峰值電流可由下式求出：IGP=△Uge/RG+Rg；式中△ Uge=+Uge+|Uge|；RG是IGBT內部電阻；Rg 是柵極電阻。

驅動電源的平均功率為：PAV=Cge△Uge2f，（*式中f為開關頻率；Cge 為柵極電容)。2.3.5 柵極電阻

為改變控制脈沖的前后沿陡度和防止震蕩，減小IGBT集電極的電壓尖峰，應在IGBT柵極串上合適的電阻Rg。當Rg增大時IGBT導通時間延長，損耗發熱

加劇;Rg減小時，di/dt 增高，可能產生誤導通，使 IGBT 損壞。應根據 IGBT 的電流容量和電壓額定值以及開關頻率來選取 Rg 的數值。通常在幾歐至幾十歐之間(在具體應用中，還應根據實際情況予以適當調整)。另外為防止門極開路或門極損壞時主電路加電損壞IGBT，建議在柵射間加入一電阻Rge，阻值為10 kΩ左右。

2.3.6柵極布線要求

合理的柵極布線對防止潛在震蕩，減小噪聲干擾，保護IGBT正常工作有很大幫助：

（1）布線時須將驅動器的輸出級和lGBT之間的寄生電感減至最低(把驅動回路包圍的面積減到最小)；

（2）正確放置柵極驅動板或屏蔽驅動電路，防止功率電路和控制電路之間的耦合；

（3）應使用輔助發射極端子連接驅動電路；

（4）驅動電路輸出不能和 IGBT 柵極直接相連時，應使用雙絞線連接；（5）柵極保護，箝位元件要盡量靠近柵射極。2.3.7 隔離問題

由于功率IGBT在電力電子設備中多用于高壓場合，所以驅動電路必須與整個控制電路在電位上完全隔離。

三、存在的問題

因為IGBT工作時，其漏極區（p+區）將要向漂移區（n-區）注入少數載流子——空穴，則在漂移區中存儲有少數載流子電荷；當IGBT關斷（柵極電壓降為0）時，這些存儲的電荷不能立即去掉，從而IGBT的漏極電流也就相應地不能馬上關斷，即漏極電流波形有一個較長時間的拖尾——關斷時間較長（10～50ms）。所以IGBT的工作頻率較低。為了縮短關斷時間，可以采用電子輻照等方法來降低少數載流子壽命，但是這將會引起正向壓降的增大等弊病。

IGBT中存在有寄生晶閘管—MOS柵控的n+-p-n-p+晶閘管結構，這就使得器件的最大工作電流要受到此寄生晶閘管閉鎖效應的限制（采用陰極短路技術可以適當地減弱這種不良影響）。

四、研究現狀

最近20年中，IGBT的發展很快，技術改進方案很多，并且實用化。每種改進措施的采取，都會把IGBT的性能向前推進。其中，最重要的還是不斷把“通態壓降—開關時間”的矛盾處理到更為優化的折衷點。不同公司宣布自己研制生產的IGBT進入了第X代。但是，總體看，隨著重大技術改進措施的成功，可以把IGBT的演變歸納成以下五代。

（1）第一代：即平面柵(PT)型。它提出了在功率MOS場效應管結構中引入一個漏極側pn結以提供正向注入少數載流子實現電導調制來降低通態壓降的基本方案。

（2）第二代：采用緩沖層，精密控制圖形和少子壽命的平面柵穿通（PT）型外延襯底IGBT。器件縱向采用n′緩沖層，既可以減薄有效基區厚度和硅片總厚度來減小通態壓降，又能降低該發射結的注入系數，以抑制“晶閘管效應”。器件橫向（平面）采用精密圖形，減少每個元胞的尺寸，提高器件的開關速度。再采用專門的擴鉑與快速退火措施，以控制基區內少數載流子壽命的較合理分布。這樣的IGBT耐壓達到1200V，通態壓降達到2.1-2.3V，鎖定效應得到有效抑制。這時，IGBT已經充分實用化了。

（3）第三代：溝槽柵（Trench gate）型IGBT。這一代IGBT采取溝槽柵結構代替平面柵。在平面柵結構中，電流流向與表面平行的溝道時，柵極下面由P阱區圍起來的一個結型場效應管（J-FET）是電流的必經之路，它成為電流通道上的一個串聯電阻。在溝槽柵結構中，這個柵下面的J-FET是被干法刻蝕的工藝很好地挖去了，連同包圍這個區域、延伸到原來柵極下構成溝道的部分P區層也都挖掉。于是n+發射源區和留下的P區層就暴露在該溝槽的側壁，通過側壁氧化等一系列特殊加工，側壁氧化層外側的P區內形成了垂直于硅片表面的溝道。

（4）第四代：非穿通（NPT）型IGBT。隨著阻斷電壓突破2000V的需求，IGBT中隨承受電壓的基區寬度超過150微米。這時靠高阻厚外延來生成硅襯底的做法，不僅十分昂貴（外延成本同外延層厚度成正比），而且外延層的摻雜濃度和外延層厚度的均勻性都難以保證。這時，采用區熔單晶硅片制造IGBT的呼聲日漸成熟，成本可以大為降低，晶體完整性和均勻性得到充分滿足。

（5）第五代：電場截止（FS）型。當單管阻斷電壓進一步提高，硅片的基區厚度就會急劇增加。于是，IGBT的通態壓降勢必隨其耐壓的提高而增大。FS型IGBT吸收了PT型和NPT型兩類器件的優點，形成硅片厚度比NPT型器件薄約

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3、又保持正電阻溫度系數單極特征的各項優點。

五、發展趨勢

IGBT作為電力電子領域非常理想的開關器件，各種新結構、新工藝及新材料技術還在不斷涌現，推動著IGBT芯片技術的發展，其功耗不斷降低，工作結溫不斷升高，從125℃提升到了175℃并向200℃邁進，并可以在芯片上集成體二極管，形成逆導IGBT(RC-IGBT/BIGT)，無需再反并聯續流二極管，在相同的封裝尺寸下，可將模塊電流提高30%，還可以將電流及溫度傳感器集成到芯片內部，實現芯片智能化。

IGBT芯片內部集成傳感器通過對IGBT芯片的邊緣結構進行隔離處理，可以形成具有雙向阻斷能力的IGBT(RB-IGBT),在雙向開關應用中無需再串聯二極管，并具有更小的漏電流及更低的損耗。

與此同時，IGBT的工藝水平也在不斷提升，許多先進工藝技術，如離子注入、精細光刻等被應用到IGBT制造上。IGBT芯片制造過程中的最小特征尺寸已由5um，到3um，到1um，甚至達到亞微米的水平。采用精細制造工藝可以大幅提高功率密度，同時可以降低結深，減小高溫擴散工藝，從而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片來制造IGBT成為可能。隨著薄片與超薄片加工工藝的發展，英飛凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片樣品，不久的未來有望實現產品化應用。

此外，新材料如寬禁帶半導體材料技術的發展，可以實現更低功耗、更大功率容量、更高工作溫度的器件，其中SiC成為目前的大功率半導體的主要研究方向，并在單極器件上實現商品化，在IGBT等雙極器件的研究上也不斷取得進展。目前IGBT主要受制造工藝及襯底材料的缺陷限制，例如溝道遷移率及可靠性、電流增益較小及高摻雜P型襯底生長等問題，未來隨著材料外延技術的發展，SiC IGBT將會實現突破。

參考文獻

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