1.IGBT的识别

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）的作用是控制电磁线圈中电流的通断。IGBT是由BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。IGBT均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极结型晶体管放大的复合结构。图2-43所示为IGBT外形。

图2-43 IGBT外形

IGBT有三个极（见图2-44），分别称为栅极（G）、集电极（C）、发射极（E）。IGBT包括单管和IGBT模块两种。模块是数个IGBT单管的集成，具有电流密度大、输入阻抗高、低导通电阻、击穿电压高、开关速度快等特点，因此IGBT是电磁炉的重要器件。

图2-44　IGBT外形及符号

2.IGBT的种类

IGBT根据场效应晶体管的沟道材料可分为N型沟道和P型沟道两种。电磁炉通常采用N型沟道功率场效应管，其相关参数为BV_cbo≥1600V，BV_ceo≥1000V，P_CM≥100W，I_CM≥7A，h_FE≥40。常用的电磁炉用场效应晶体管内部带阻尼二极管的型号有GT40N150D、GT40T301、G40N150D、ZON120ND、GT40T101、SQD35JA等；内部不带阻尼二极管的型号有BT40T101、SGL40N150/150D等。在使用时，若采用不带阻尼二极管的功率场效应晶体管，需在D、S极间加接一只阻尼二极管（快恢复型阻尼二极管），其耐压应≥1500V。加接时正极接S极，负极接D极即可。参考型号如S5J53、BY4591500等。

图2-45所示是IGBT的结构示意图，是在VDMOS（垂直沟道MOS，又称功率MOS）场效应晶体管的基础上增加了一个P+层漏极，形成PN结J，并由此引出发射极（E）、栅极（G）、集电极（C）。

从IGBT结构图可以看出，IGBT相当一个N沟道MOSFET（场效应晶体管）驱动的厚基区PNP型GTR（电力晶体管），其简化等效电路如图2-46所示，是以GTR为主导器件，MOSFET为驱动器件的复合管，其中R_dr为GTR厚基区内的扩展电阻。除N-IGBT外，还有P沟道的P-IGBT，在实际应用中，N-IGBT使用范围较为广泛。

图2-45 IGBT结构示意图

图2-46 IGBT简化等效电路(www.daowen.com)

3.IGBT的检测

检测IGBT时，先将IGBT三只引脚短路放电，避免影响检测的精确度。具体操作方法如下：

（1）IGBT引脚的检测

检测时，将万用表置于R×1k挡，红表笔任意接触管子的一个电极，黑表笔依次接触另外两个电极，分别测量它们之间的电阻值。若某一极与其他两极阻值为无穷大，对调表笔后该极与其他两极的阻值仍然为无穷大，则判断此极为栅极（G）。另个两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判定红表笔接的为集电极（C），黑表笔接的为发射极（E）。

（2）IGBT质量的检测

将万用表置于R×10k挡，用黑表笔接IGBT的集电极（C），红表笔接IGBT的发射极（E），此时万用表的指针指向零。用手指同时触及栅极（G）和集电极（C），此时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并稳定在所指示的位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），此时IGBT被阻断，万用表的指针回零，则表明IGBT正常。

（3）IGBT是否含有阻尼管的检测

将万用表置于R×1k挡，用两表笔正向测量IGBT G、E两极及G、C两极的电阻，对于正常的IGBT（正常G、E两极与G、C两极间的正反向电阻均为无穷大，内含阻尼二极管的IGBT正常时，E、C极间均有4kΩ左右的正向电阻），所测值均为无穷大。再用红表笔接G极，黑表笔接E极，若所测值约为3.5kΩ，则所测IGBT内含阻尼二极管。若所测值约为50kΩ，则所测IGBT内不含阻尼二极管。

维修笔记

1）管子型号前半部分数字表示该管的最大工作电流值，如：G40××××、20N××××就分别表示其最大工作电流为40A、20A。

2）管子型号后半部分数字则表示该管的最高耐压值，如：G×××150××、××N120x××就分别表示最高耐压值为1.5kV、1.2kV。

3）管子型号后缀字母含“D”则表示该管内含阻尼二极管，但未标“D”并不一定无阻尼二极管，因此在检修时一定要用万用表检测验证，避免出现不应有的损失。

4）一只IGBT的技术参数较多，包括反向击穿电压（BV_ceo）、集电极最大连续电流（I_C）、输出功率、工作频率等参数。