电子技术课程总结

第一篇：电子技术课程总结

电子技术课程总结

第1章 常用半导体元器件

了解半导体材料的导电机理。掌握PN结的单向导电性。熟悉二极管、三极管的伏安特性和主要参数。了解常用光电器件（LED、光电二极管、光电三极管、光电耦合器）的伏安特性。

第2章 基本放大电路

1.掌握基本放大电路的组成，静态工作点的稳定、非线性失真等概念。能够理解阻容耦合多级放大电路的计算方法和频率特性。重点掌握共射极和共集电极放大电路的静态计算和动态计算方法：

1）静态计算：用估算法（近似计算法）计算静态工作点（IBICUCE）。

2）动态计算：利用放大电路的微变等效电路模型计算：电压放大

倍数Au，输入电阻 ri，输出电阻 ro。

2.掌握负反馈的概念，判断反馈类型，理解负反馈对放大电路性能的影响。

3.了解差分放大电路、互补对称功放电路的原理和一些基本概念。

第3章 集成运算放大器

各种运算电路：比例、加法、减法（差动运算）、积分、微分、对数和反对数、乘法和除法运算。

滤波器和比较器：电压比较器、滞回比较器、窗口电压比较器。比较器的电压传输特性曲线（输入与输出关系）

4组合逻辑电路

掌握基本逻辑代数运算规则。熟悉常用组合逻辑电路：加法器，译码器，编码器，数据选择器，数据分配器电路的原理。能够分析和设计稍复杂的组合逻辑电路。掌握用译码器和数据选择器电路实现组合逻辑的一般方法。

第5章 时序逻辑电路

掌握各种双稳态触发器的逻辑功能；计数器电路的分析；集成计数器的使用。

第7章 模拟量和数字量的转换

简单了解常用ADC和DAC电路的结构和原理，了解ADC和DAC器件主要技术指标之含义。

第8章 信号的发生与变换

理解自激振荡的产生条件和建立过程，能用相位条件判断电路能否产生自激振荡。理解常用的波形发生器电路的工作原理，例如文氏桥式正弦波振荡电路，LC正弦波振荡电路，矩形波发生器，三角波发生器，锯齿波发生器等电路的工作原理。重点掌握555集成定时器电路的工作原理和应用电路。

第9章 电力电子技术

了解常用电力电子器件的工作原理。

掌握二极管整流及滤波电路的工作原理和参数计算。

掌握串联调整型直流稳压电路的工作原理，掌握三端集成稳压集成电路的应用。

第二篇：电子技术课程总结

电子技术课程总结

热工

一个学期以来，电子技术课程的教学内容十分丰富，电子元件及电子电路的学习不仅加强了我们的社会应用认知，还在老师的悉心指导下加强了学习能力。下面是我学习本课程的一些收获。

在第一节课，老师你就跟我们讲解了一些学习方法，上课认真听讲，课后完成作业之余，写一下那本练习册，锻炼自己的做题能力，多了解一些题型，增强分析能力，学会总结，还有在4、7、10、13、16周的周二下午6点半，还给我们进行答疑，这都令我们的学习渠道增多，解决掉课上没听明白的知识点。经过你的悉心指导，我的学习能力有了一定的提高，形成了良好的学习习惯，上课专心听讲，下课完成一定的相应练习，不让自己对课上的知识生疏，但我还不能做到每时每刻上课都专心，偶尔会有点分心，但相对其他的课程，我的专心度是最高的，实话说。上课的时候基本都能听得明白清楚，就最后一章的时序逻辑电路当时没能听明白，但在课后与同学讨论及在后面一节课中你的习题讲解，令我渐渐了解了时序逻辑电路的题型。

听老师讲解题型是学生学习进步最快的方法，我个人认为。因为在题型中包含了很多的知识点，而老师讲解就能让我们知道该如何应用所学的知识点进行分析解题，也能让我们少走弯路，思维更快的往正确的方向走。而学生自己解题，不仅得先浏览一遍课本后才能想起一些知识点，还得查找相关例题，看例题如何分析，这样就大大的削弱了学习效率，一天时间也做不了几题。同时老师讲解题型的时候有些题是有多种思路，多种解题方法的，老师讲出来，就能开阔我们的视野，强化学生的思路，不再局限于自己的课本。而我们写那本练习也会有不懂的题，老师的讲解就成为我们解惑的渴望，在听讲的过程中学生的精神都是高度集中的，老师讲题越多，学生的精神集中能力也会提高，进而形成一种习惯，那在上课的时候，学生就自然而然的全神贯注的听讲了。

上电子技术课，在电子元件方面，我更加清楚的了解到了二极管的工作原理与应用方法，并认识了稳压二极管、三极管以及晶闸管等电子元件的性能与应用。在电路方面，认识了基本放大电路、集成运算放大器、电子电路的反馈、门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路。在如今这个科技发展的时代，电子技术在科技方面占领了很大的一块领域，几乎与所有的技术息息相关。集成电路越做越小，内部电路越发繁多，功能也日日增多增强，生活水平也就日日提高。在这门课程里我们学到了门电路的组合与分析判断，在课程实验中运用所学知识进行实践操作，令我们真正的学有所得。

现在一个学期就过去了，课程的轻松愉快令我有些不舍，但想到自己在这个学期的学习表现还不错，也为自己欣慰，同时有点期待下学期的其他课程自己也能像上电子技术课一样好好听课，并有收获。在此感谢老师您这学期以来的悉心指导，O(∩_∩)O谢谢。

第三篇：电工电子技术课程总结

世行贷款21世纪初高等理工科教育教学改革项目《矿业类专业课程体系整体优化与实践》课程总结

《电工电子技术》课程总结

魏 绍 亮

（山东科技大学机电学院）

一、原课程存在的问题分析

该课程是采矿工程专业的一门专业基础课，不仅要求学生掌握电工与电子的基本理论和基本方法，并且要求学生具有较强的实践能力。原课程主要存在以下问题：

（1）内容多而杂，学时少。由于本课程内容涉及面广且较杂，既包含了电路的知识，模拟电子、数字电子，同时又有电机及其控制等内容，它是电学科的一门主干课程。由于内容多，而学时较少，给该课程的教学带来了不少困难和问题，如何利用有限的学时完成课程任务，成了该课程最突出的矛盾。所以，在教材选择上、内容体系上、教学方法上等需要改革创新。

（2）教学内容，教学方法上陈旧。社会要求学生不仅掌握深厚的理论知识，而且要具有较强的动手能力。而该课程又是一门动手能力要求很高的课程，所以，必须加强实验改革，加强学生综合性和验证性实验的训练，大大提高学生的综合思维能力和动手能力。

（3）新技术、新方法不断出现，原教学内容却反映很少。由于新技术和新方法的不断发展，本课程所涉及的内容也在变化，与电工电子技术相关的许多新技术和新方法不断涌现。要提高学生未来社会的竞争能力，就必须让学生掌握这些新技术和新方法，在课程教学中予以体现。

二、课程改革的原则和做法

总的思路就是利用有限的学时让学生既能较好地掌握基本理论和基本方法，又能尽量加强新理论、新方法的学习，同时增加综合性、设计性实验，提高学生的动手能力和综合思维能力。

具体安排：

（1）选择质量高，学时和内容相当的教材。如面向21世纪的国家级优秀教材：高等教育出版社出版，唐介主编的《电工学》，叶挺秀主编的《电工电子技术》等，都可优先选用。

（2）教学方法上采用课堂黑板教学与多媒体教学相结合的方法，提高课堂 1 世行贷款21世纪初高等理工科教育教学改革项目《矿业类专业课程体系整体优化与实践》课程总结

效率有效地解决学时不足与内容较多之间的矛盾。

（3）内容讲授上增加PLC的应用和EDA的相关知识和技术，让学生了解和掌握当前某些的新技术和新方法。

（4）加强综合性和创新性实验。至少再增开设两个综合性和创新性实验。（5）加强学生素质的培养。通过该课程的学习培养大家团结互助，整体意识，锻炼吃苦耐劳的精神。

三、课程改革成果

（1）内容体系改革上有新突破。能够利用60学时的理论授课时间，把该课程的内容讲授完，并适当增加了新理论和新方法的介绍。如在原来的教学中，一般是先讲三相电路，然后讲授非正弦交流电路和暂态电路，接着讲授变压器和电动机。由于，非正弦电路与暂态电路在本书中相对较为独立，前后联系不大，而变压器、电动机和正弦交流电路与三相电路具有较密切的联系。针对这种情况，我们在教学上讲授完正弦电路和三相电路后，直接讲授变压器和电动机，这样不仅提高了教学进度，而且教学效果较好。采用合理的教学安排，不仅把原来书本上的内容较好的学完，而且留出足够的时间讲授当前的新技术和新方法，学生对PLC控制器的原理有了较全面的认识，对EDA设计方法也有了较全面的了解。

（2）成功开设了综合性和设计性实验。如“电动机星三角自动延时启动“试验”它在电工电子中是一个综合较强的设计性试验。不仅要求学生具有直流电路、交流电路、暂态电路的基本知识，而且要求学生对模拟电路也有较深的认识，所以，可以较好地培养学生的创造性，把电工电子所学的内容前后有机的结合起来，设计出合理的电路方案。实验结果表明，这种综合性、设计性试验非常受学生的欢迎，收到了较好的试验效果，学生能力得到了较大的锻炼。为以后的成功编写实验教材积累了宝贵的经验。

（3）编写了三本实践教材：《电工技术与可编程序控制器实践》、《电子技术实践》、《EDA设计与方针实践》。三本实践教材于2002年8月由机械工业出版社出版发行，我校班级都选用了该教材。该教材总结了长期从事电工电子课教师的教学经验及科研成果，具有较好的实用价值。现在我们正在计划出版两本理论教材：《电工技术》、《电子技术》，计划2003年底在机械工业出版社正式出版，相关教师正在全力编写。

（4）制作了多媒体课件。已完成了教学用的全套多媒体课件，该课件融入 世行贷款21世纪初高等理工科教育教学改革项目《矿业类专业课程体系整体优化与实践》课程总结

了老师们多年的教学经验，从文字编写、图形制作、公式演绎，到声音配制到版面效果等都作了精心设计和制作，具有较好的教学效果。

（5）成绩评定方法改革取得了预期效果。要想改变传统的“教死书”的模式，就必须进行学生成绩评定的改革。原先那种单纯依靠期末考试成绩来衡量学生学习好差的方式已经不适应当今素质教育的要求。我们针对该课程的特点把成绩评定方法作了改革，学生成绩=期末考试成绩×60%+课堂成绩×20%+平时测验成绩×20%。这种计量方式可以较公正地、全面地衡量一个学生对该课程的学习情况，可以积极地调动学生学习的积极性和能动性。实验成绩采用单独计量方式，打破理论成绩与实验成绩在一块的模式，对实验单独设课，便于更好地调动学生的积极性，认真对待每一个试验，使实验课走向正规化，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，全面提高学生的素质，培养合格的工程技术人员。

四、存在的问题

资金短缺，使很多综合性试验和设计性试验很难正常开设，许多元器件不能及时购买到，影响试验的正常开出，影响了教学质量的提高。对先进的新技术和方法，由于资金不足，学生的学习只停留在理论认识上，不能让学生亲自动手做实验。如PLC（可变程序控制器）、CPLD（EDA开发和仿真系统）等缺乏应有的试验设备，所以我们只能在课堂上给学生讲授，而不能进行实验，达不到学习和培养的需要。我们还需要购买较好的多媒体课件，由于资金问题迟迟不能实现，所以某些教师的讲课只能停留在黑板的讲课方式上。

五、课程改革的效果分析

针对采矿专业，我们进行了卓有成效的教学改革，应该说效果较好。采矿专业是工科中一个非常重要的专业，培养的学生不仅要求具有宽厚的理论基础，而且要求学生具有较强的动手能力，综合分析与解决问题的能力。所以，在教学内容上，我们拓宽了教学的知识面，不仅要求学生掌握基本理论和基本方法，而且要求学生熟悉当前应该了解的新理论和新方法（如EDA设计），在教学方法上加强学生能力培养，加强了实验课，增加了综合性、设计性实验。总体来看，课程改革的效果较好，学生反映也较好。

第四篇：电工电子技术课程总结

世行贷款21世纪初高等理工科教育教学改革项目《矿业类专业课程体系整体优化与实践》课程总结

《电工电子技术》课程总结

魏 绍 亮

（山东科技大学机电学院）

一、原课程存在的问题分析

该课程是采矿工程专业的一门专业基础课，不仅要求学生掌握电工与电子的基本理论和基本方法，并且要求学生具有较强的实践能力。原课程主要存在以下问题：

（1）内容多而杂，学时少。由于本课程内容涉及面广且较杂，既包含了电路的知识，模拟电子、数字电子，同时又有电机及其控制等内容，它是电学科的一门主干课程。由于内容多，而学时较少，给该课程的教学带来了不少困难和问题，如何利用有限的学时完成课程任务，成了该课程最突出的矛盾。所以，在教材选择上、内容体系上、教学方法上等需要改革创新。

（2）教学内容，教学方法上陈旧。社会要求学生不仅掌握深厚的理论知识，而且要具有较强的动手能力。而该课程又是一门动手能力要求很高的课程，所以，必须加强实验改革，加强学生综合性和验证性实验的训练，大大提高学生的综合思维能力和动手能力。

（3）新技术、新方法不断出现，原教学内容却反映很少。由于新技术和新方法的不断发展，本课程所涉及的内容也在变化，与电工电子技术相关的许多新技术和新方法不断涌现。要提高学生未来社会的竞争能力，就必须让学生掌握这些新技术和新方法，在课程教学中予以体现。

二、课程改革的原则和做法

总的思路就是利用有限的学时让学生既能较好地掌握基本理论和基本方法，又能尽量加强新理论、新方法的学习，同时增加综合性、设计性实验，提高学生的动手能力和综合思维能力。

具体安排：

（1）选择质量高，学时和内容相当的教材。如面向21世纪的国家级优秀教材：高等教育出版社出版，唐介主编的《电工学》，叶挺秀主编的《电工电子技术》等，都可优先选用。

（2）教学方法上采用课堂黑板教学与多媒体教学相结合的方法，提高课堂 1

效率有效地解决学时不足与内容较多之间的矛盾。

（3）内容讲授上增加PLC的应用和EDA的相关知识和技术，让学生了解和掌握当前某些的新技术和新方法。

（4）加强综合性和创新性实验。至少再增开设两个综合性和创新性实验。

（5）加强学生素质的培养。通过该课程的学习培养大家团结互助，整体意识，锻炼吃苦耐劳的精神。

三、课程改革成果

（1）内容体系改革上有新突破。能够利用60学时的理论授课时间，把该课程的内容讲授完，并适当增加了新理论和新方法的介绍。如在原来的教学中，一般是先讲三相电路，然后讲授非正弦交流电路和暂态电路，接着讲授变压器和电动机。由于，非正弦电路与暂态电路在本书中相对较为独立，前后联系不大，而变压器、电动机和正弦交流电路与三相电路具有较密切的联系。针对这种情况，我们在教学上讲授完正弦电路和三相电路后，直接讲授变压器和电动机，这样不仅提高了教学进度，而且教学效果较好。采用合理的教学安排，不仅把原来书本上的内容较好的学完，而且留出足够的时间讲授当前的新技术和新方法，学生对PLC控制器的原理有了较全面的认识，对EDA设计方法也有了较全面的了解。

（2）成功开设了综合性和设计性实验。如“电动机星三角自动延时启动“试验”它在电工电子中是一个综合较强的设计性试验。不仅要求学生具有直流电路、交流电路、暂态电路的基本知识，而且要求学生对模拟电路也有较深的认识，所以，可以较好地培养学生的创造性，把电工电子所学的内容前后有机的结合起来，设计出合理的电路方案。实验结果表明，这种综合性、设计性试验非常受学生的欢迎，收到了较好的试验效果，学生能力得到了较大的锻炼。为以后的成功编写实验教材积累了宝贵的经验。

（3）编写了三本实践教材：《电工技术与可编程序控制器实践》、《电子技术实践》、《EDA设计与方针实践》。三本实践教材于2002年8月由机械工业出版社出版发行，我校班级都选用了该教材。该教材总结了长期从事电工电子课教师的教学经验及科研成果，具有较好的实用价值。现在我们正在计划出版两本理论教材：《电工技术》、《电子技术》，计划2003年底在机械工业出版社正式出版，相关教师正在全力编写。

（4）制作了多媒体课件。已完成了教学用的全套多媒体课件，该课件融入

了老师们多年的教学经验，从文字编写、图形制作、公式演绎，到声音配制到版面效果等都作了精心设计和制作，具有较好的教学效果。

（5）成绩评定方法改革取得了预期效果。要想改变传统的“教死书”的模式，就必须进行学生成绩评定的改革。原先那种单纯依靠期末考试成绩来衡量学生学习好差的方式已经不适应当今素质教育的要求。我们针对该课程的特点把成绩评定方法作了改革，学生成绩=期末考试成绩×60%+课堂成绩×20%+平时测验成绩×20%。这种计量方式可以较公正地、全面地衡量一个学生对该课程的学习情况，可以积极地调动学生学习的积极性和能动性。实验成绩采用单独计量方式，打破理论成绩与实验成绩在一块的模式，对实验单独设课，便于更好地调动学生的积极性，认真对待每一个试验，使实验课走向正规化，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，全面提高学生的素质，培养合格的工程技术人员。

四、存在的问题

资金短缺，使很多综合性试验和设计性试验很难正常开设，许多元器件不能及时购买到，影响试验的正常开出，影响了教学质量的提高。对先进的新技术和方法，由于资金不足，学生的学习只停留在理论认识上，不能让学生亲自动手做实验。如PLC（可变程序控制器）、CPLD（EDA开发和仿真系统）等缺乏应有的试验设备，所以我们只能在课堂上给学生讲授，而不能进行实验，达不到学习和培养的需要。我们还需要购买较好的多媒体课件，由于资金问题迟迟不能实现，所以某些教师的讲课只能停留在黑板的讲课方式上。

五、课程改革的效果分析

针对采矿专业，我们进行了卓有成效的教学改革，应该说效果较好。采矿专业是工科中一个非常重要的专业，培养的学生不仅要求具有宽厚的理论基础，而且要求学生具有较强的动手能力，综合分析与解决问题的能力。所以，在教学内容上，我们拓宽了教学的知识面，不仅要求学生掌握基本理论和基本方法，而且要求学生熟悉当前应该了解的新理论和新方法（如EDA设计），在教学方法上加强学生能力培养，加强了实验课，增加了综合性、设计性实验。总体来看，课程改革的效果较好，学生反映也较好。

第五篇：电力电子技术课程总结

学 号：1111111111

Hefei University

功率变换技术课程综述

报告题目：IGBT研究现状及发展趋势

专业班级： XXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXX 教师姓名： ZZZZZ老师 完成时间： 2017年5月14日

IGBT研究现状及发展趋势

中 文 摘 要

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

关键词：IGBT；半导体；研究现状；发展前景

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介绍.....................................................................................................1 2.1 什么是IGBT..........................................................................................1 2.2 IGBT的各种有关参数...........................................................................1 2.3驱动方式及驱动功率..............................................................................2

三、存在的问题....................................................................................................4

四、研究现状........................................................................................................5

五、发展趋势........................................................................................................6 参考文献................................................................................................................7

一、引言

自20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来, 电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台, 以此为基础开发的可控硅整流装置, 是电气传动领域的一次革命, 使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代, 这标志着电力电子的诞生。

进入70 年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品, 普通晶闸管不能自关断的半控型器件, 被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高, 电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展, 是电力电子技术的又一次飞跃, 先后研制出GTR.GTO, 功率MOSFET 等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件, 开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。

二、IGBT介绍

2.1 什么是IGBT 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础。

自IGBT商业化应用以来，作为新型功率半导体器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位，其电压范围为600V—6500V，电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术，因此被称为功率变流产品的“CPU”、“绿色经济之核”。在未来很长一段时间内，为适应全球降低CO2排放的战略需要，IGBT必将扮演更为重要的角色，是节能技术和低碳经济的重要支点。

2.2 IGBT的各种有关参数

2.2.1容量

低功率IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHZ以上区域，为满足家电行业的需求，ST半导体，三菱公司推出低功率IGBT产品，适用于微波炉，洗衣机等。而非传统性IGBT采用薄片技术，在性能上高速，低损耗，在设计600V-1200V的IGBT时，其可靠性最高。2.2.2 开关频率

IGBT的开通过程按时间可以分为四个过程，如下：第一：门射电压Vge小于阀值电压Vth时。其门极电阻RG和门射电容CGEI的时间常数决定这一过程。当器件的集电极电流IC 和集射电压VCE均保持不变时，CGEI就是影响其导通延迟时间tdon的唯一因素。第二：当门射电压Vge达到其阀值电压时，开通过程进入第二阶段，IGBT开始导通，其电流上升速率dI/dt的大小与门射电压Vge和器件的跨导gfs有如下关系：dIc/dt=gfs（Ic）＊dVge/dt。其中，dVge/dt由器件的门极电阻Rg和门射电容CGEI所决定（对于高压型IGBT来说，门集电容Cgc可忽略不计）。第三：第三阶段从集电极电流达到最大值ICmax。第四：通之后，器件进入稳定的导通状态。

2.2.3 关断过程

当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。

鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。

2.3驱动方式及驱动功率

2.3.1 栅极驱动电压

因IGBT栅极—发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET 驱动所需偏压强。在+20℃情况下，实测60 A，1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge 增

加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程Uge 增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Ugc的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。2.3.2对电源的要求

对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5V的关栅电压，以确保其完全可靠的关断(过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为-2～10V之间)。2.3.3对驱动波形的要求

从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使 IGBT 快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在 IGBT 关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。但在实际使用中，过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下，IGBT过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压 Ldi/dt，并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成 IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时，应根据电路中元件的耐压能力及 du/dt 吸收电路性能综合考虑。

2.3.4对驱动功率的要求

由于 IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率，最小峰值电流可由下式求出：IGP=△Uge/RG+Rg；式中△ Uge=+Uge+|Uge|；RG是IGBT内部电阻；Rg 是栅极电阻。

驱动电源的平均功率为：PAV=Cge△Uge2f，（*式中f为开关频率；Cge 为栅极电容)。2.3.5 栅极电阻

为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡，减小IGBT集电极的电压尖峰，应在IGBT栅极串上合适的电阻Rg。当Rg增大时IGBT导通时间延长，损耗发热

加剧;Rg减小时，di/dt 增高，可能产生误导通，使 IGBT 损坏。应根据 IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取 Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间(在具体应用中，还应根据实际情况予以适当调整)。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏IGBT，建议在栅射间加入一电阻Rge，阻值为10 kΩ左右。

2.3.6栅极布线要求

合理的栅极布线对防止潜在震荡，减小噪声干扰，保护IGBT正常工作有很大帮助：

（1）布线时须将驱动器的输出级和lGBT之间的寄生电感减至最低(把驱动回路包围的面积减到最小)；

（2）正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路，防止功率电路和控制电路之间的耦合；

（3）应使用辅助发射极端子连接驱动电路；

（4）驱动电路输出不能和 IGBT 栅极直接相连时，应使用双绞线连接；（5）栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。2.3.7 隔离问题

由于功率IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，所以驱动电路必须与整个控制电路在电位上完全隔离。

三、存在的问题

因为IGBT工作时，其漏极区（p+区）将要向漂移区（n-区）注入少数载流子——空穴，则在漂移区中存储有少数载流子电荷；当IGBT关断（栅极电压降为0）时，这些存储的电荷不能立即去掉，从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断，即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长（10～50ms）。所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间，可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命，但是这将会引起正向压降的增大等弊病。

IGBT中存在有寄生晶闸管—MOS栅控的n+-p-n-p+晶闸管结构，这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制（采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响）。

四、研究现状

最近20年中，IGBT的发展很快，技术改进方案很多，并且实用化。每种改进措施的采取，都会把IGBT的性能向前推进。其中，最重要的还是不断把“通态压降—开关时间”的矛盾处理到更为优化的折衷点。不同公司宣布自己研制生产的IGBT进入了第X代。但是，总体看，随着重大技术改进措施的成功，可以把IGBT的演变归纳成以下五代。

（1）第一代：即平面栅(PT)型。它提出了在功率MOS场效应管结构中引入一个漏极侧pn结以提供正向注入少数载流子实现电导调制来降低通态压降的基本方案。

（2）第二代：采用缓冲层，精密控制图形和少子寿命的平面栅穿通（PT）型外延衬底IGBT。器件纵向采用n′缓冲层，既可以减薄有效基区厚度和硅片总厚度来减小通态压降，又能降低该发射结的注入系数，以抑制“晶闸管效应”。器件横向（平面）采用精密图形，减少每个元胞的尺寸，提高器件的开关速度。再采用专门的扩铂与快速退火措施，以控制基区内少数载流子寿命的较合理分布。这样的IGBT耐压达到1200V，通态压降达到2.1-2.3V，锁定效应得到有效抑制。这时，IGBT已经充分实用化了。

（3）第三代：沟槽栅（Trench gate）型IGBT。这一代IGBT采取沟槽栅结构代替平面栅。在平面栅结构中，电流流向与表面平行的沟道时，栅极下面由P阱区围起来的一个结型场效应管（J-FET）是电流的必经之路，它成为电流通道上的一个串联电阻。在沟槽栅结构中，这个栅下面的J-FET是被干法刻蚀的工艺很好地挖去了，连同包围这个区域、延伸到原来栅极下构成沟道的部分P区层也都挖掉。于是n+发射源区和留下的P区层就暴露在该沟槽的侧壁，通过侧壁氧化等一系列特殊加工，侧壁氧化层外侧的P区内形成了垂直于硅片表面的沟道。

（4）第四代：非穿通（NPT）型IGBT。随着阻断电压突破2000V的需求，IGBT中随承受电压的基区宽度超过150微米。这时靠高阻厚外延来生成硅衬底的做法，不仅十分昂贵（外延成本同外延层厚度成正比），而且外延层的掺杂浓度和外延层厚度的均匀性都难以保证。这时，采用区熔单晶硅片制造IGBT的呼声日渐成熟，成本可以大为降低，晶体完整性和均匀性得到充分满足。

（5）第五代：电场截止（FS）型。当单管阻断电压进一步提高，硅片的基区厚度就会急剧增加。于是，IGBT的通态压降势必随其耐压的提高而增大。FS型IGBT吸收了PT型和NPT型两类器件的优点，形成硅片厚度比NPT型器件薄约

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3、又保持正电阻温度系数单极特征的各项优点。

五、发展趋势

IGBT作为电力电子领域非常理想的开关器件，各种新结构、新工艺及新材料技术还在不断涌现，推动着IGBT芯片技术的发展，其功耗不断降低，工作结温不断升高，从125℃提升到了175℃并向200℃迈进，并可以在芯片上集成体二极管，形成逆导IGBT(RC-IGBT/BIGT)，无需再反并联续流二极管，在相同的封装尺寸下，可将模块电流提高30%，还可以将电流及温度传感器集成到芯片内部，实现芯片智能化。

IGBT芯片内部集成传感器通过对IGBT芯片的边缘结构进行隔离处理，可以形成具有双向阻断能力的IGBT(RB-IGBT),在双向开关应用中无需再串联二极管，并具有更小的漏电流及更低的损耗。

与此同时，IGBT的工艺水平也在不断提升，许多先进工艺技术，如离子注入、精细光刻等被应用到IGBT制造上。IGBT芯片制造过程中的最小特征尺寸已由5um，到3um，到1um，甚至达到亚微米的水平。采用精细制造工艺可以大幅提高功率密度，同时可以降低结深，减小高温扩散工艺，从而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片来制造IGBT成为可能。随着薄片与超薄片加工工艺的发展，英飞凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片样品，不久的未来有望实现产品化应用。

此外，新材料如宽禁带半导体材料技术的发展，可以实现更低功耗、更大功率容量、更高工作温度的器件，其中SiC成为目前的大功率半导体的主要研究方向，并在单极器件上实现商品化，在IGBT等双极器件的研究上也不断取得进展。目前IGBT主要受制造工艺及衬底材料的缺陷限制，例如沟道迁移率及可靠性、电流增益较小及高掺杂P型衬底生长等问题，未来随着材料外延技术的发展，SiC IGBT将会实现突破。

参考文献

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[4] 刘国友, 罗海辉, 刘可安等.牵引用3300V IGBT芯片均匀性及其对可靠性的影响[J]，机车电传动，2013, No.231(02)6-9