2024年2月22日发(作者：)

实验三绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性与驱动电路研究

一．实验目的

1．熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。

2．掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

二．实验内容

1．IGBT主要参数测试。

2．EXB840性能测试。

3．IGBT开关特性测试。

4．过流保护性能测试。

三．实验设备和仪器

1．MCL-07电力电子实验箱中的IGBT与PWM波形发生器部分。

2．双踪示波器。

3．毫安表

4．电压表

5．电流表

6．MCL系列教学实验台主控制屏

四、实验报告

1．IGBT主要参数测试

（1）开启阀值电压VGS（th）测试

在主回路的“1”端与IGBT的“18”端之间串入毫安表，将主回路的“3”与“4”端分别与IGBT管的“14”与“17”端相连，再在“14”与“17”端间接入电压表，并将主回路电位器RP左旋到底。

将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表，当漏极电流ID=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压VGS（th）。

读取6—7组ID、Vgs，其中ID=1mA必测，填入表5—8。

ID（MA） 0.08 0.23 0.52 1 1.52 2 2.98

VGS（V） 5.8 5.96 6.08 6.17 6.24 6.29 6.35

（2）跨导gFS测试

在主回路的“2”端与IGBT的“18”端串入安培表，将RP左旋到底，其余接线同上。

将RP逐渐向右旋转，读取ID与对应的VGS值，测量5-6组数据，填入表

ID（MA） 0.23 0，42 0.71 1 1.37 1.83 2

VGS（V） 15.00 14.99 14.98 14.97 14.96 14.93 14.92

（3）导通电阻RDS测试

将电压表接入“18”与“17”两端，其余同上，从小到大改变VGS，读取ID与对应的漏源电压VDS，测量5-6组数据，填入表

ID（MA） 0.08 0.23 0.52 1 1.52 2 2.98

VGS（V） 5.8 5.96 6.08 6.19 6.25 6.30 6.35

2．EXB840性能测试

（1）输入输出延时时间测试

IGBT部分的“1”与“13”分别与PWM波形发生部分的“1”与“2”相连，再将IGBT部分的“10”与“13”、与门输入“2”与“1”相连，用示波器观察输入“1”与“13”及EXB840输出“12”与“13”之间波形，记录开通与关断延时时间。

ton= 1US，toff=17US

五、思考题

1．试对由EXB840构成的驱动电路的优缺点作出评价。

2．在选用二极管V1时，对其参数有何要求？其正向压降大小对IGBT的过流保护

功能有何影响？

3．通过MOSFET与IGBT器件的实验，请你对两者在驱动电路的要求，开关特性与开关频率，有、无反并联寄生二极管，电流、电压容量以及使用中的注意事项等方面作一分析比较。

答：

1、EXB40具有过流检测及切断电路的功能， 并且对10μS以下的过流信号不予响应一旦确认出现过流，它就低速切断电路而慢速关断IGBT。

2、

3、MOSFET是栅极电压来控制栅极电流的，驱动电路简单，需要驱动功率小，IGBT的驱动电路与MOSFET相似但是需要注意对过电流和过电压的保护。MOSFET的开关容量比IGBT的开关容量小，但开关频率高，且无反并联寄生二极管。MOSFET的电流，电压容量小。