
Transistores bipolares de porta isolada (IGBTs)
Semicondutor dispositivos – Discretos dispositivos –
Parte 9: de porta isolada bipolares transistores(IGBTs)
Dispositivos de semicondutores – Dispositivosdiscretos –
Parte 9: Transistores bipolares de de porta isolada(IGBT)
SEMICONDUCTOR DEVICE–DISCRETE DEVICES –
Part 9: Insulated-gate bipolar transistors(IGBTs)
PREFÁCIO
1) A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) é uma organização mundial de normalização que abrange todos os comitês eletrotécnicos nacionais (Comitês Nacionais IEC). O objetivo da IEC é promover a cooperação internacional em todas as questões relativas à normalização nos domínios elétrico e eletrônico. Para esse fim e, além de outras atividades, a IEC publica Normas Internacionais, Especificações Técnicas, Relatórios Técnicos, Especificações Publicamente Disponíveis (PAS) e Guias (doravante denominados Publicação(ões) IEC”). Sua elaboração é confiada a comitês técnicos; qualquer Comitê Nacional IEC interessado no assunto tratado pode participar desse trabalho preparatório. Organizações internacionais, governamentais e não governamentais em ligação com a IEC também participam dessa elaboração. A IEC colabora estreitamente com a Organização Internacional de Normalização (ISO), de acordo com as condições determinadas por acordo entre as duas organizações.
2) As decisões formais ou acordos da IEC sobre assuntos técnicos exprimem, na medida do possível, um consenso internacional de opinião sobre os temas pertinentes, uma vez que cada comitê técnico conta com representação de todos os Comitês Nacionais IEC interessados.
3) As Publicações IEC têm a forma de recomendações para uso internacional e são aceitas pelos Comitês Nacionais IEC nesse sentido. Embora sejam envidados todos os esforços razoáveis para assegurar que o conteúdo técnico das Publicações IEC esteja correto, a IEC não pode ser responsabilizada pela forma como elas são utilizadas nem por qualquer interpretação equivocada por parte de qualquer usuário final.
4) A fim de promover a uniformidade internacional, os Comitês Nacionais IEC comprometem-se a aplicar as Publicações IEC de forma transparente, na máxima extensão possível, em suas publicações nacionais e regionais. Qualquer divergência entre qualquer Publicação IEC e a correspondente publicação nacional ou regional deverá ser claramente indicada nesta última.
5) A IEC não fornece nenhum procedimento de marcação para indicar sua aprovação e não pode ser responsabilizada por qualquer equipamento declarado em conformidade com uma Publicação IEC.
6) Todos os usuários devem assegurar-se de que possuem a edição mais recente desta publicação.
7) Nenhuma responsabilidade recairá sobre a IEC ou seus diretores, empregados, funcionários ou agentes, incluindo especialistas individuais e membros de seus comitês técnicos e Comitês Nacionais IEC, por qualquer lesão pessoal, dano material ou outro dano de qualquer natureza, direto ou indireto, ou por custos (incluindo honorários advocatícios) e despesas decorrentes da publicação, uso ou اعتماد?
8) Chama-se a atenção para as referências normativas citadas nesta publicação. O uso das publicações referenciadas é indispensável para a correta aplicação desta publicação.
9) Chama-se a atenção para a possibilidade de que alguns elementos desta Publicação IEC possam ser objeto de direitos de patente. A IEC não se responsabiliza por identificar quaisquer desses direitos de patente.
A Norma Internacional IEC 60747-9 foi elaborada pelo subcomitê 47E: Dispositivos semicondutores discretos, do comitê técnico IEC 47: Dispositivos semicondutores.
Esta segunda edição da IEC 60747-9 cancela e substitui a primeira edição (1998) e sua emenda 1 (2001).
As principais alterações em relação à edição anterior estão listadas abaixo.
a) A cláusula 3 foi alterada com a inclusão de termos que deveriam constar.
b) As cláusulas 4 e 5 foram alteradas com as devidas adições e supressões que deveriam constar.
c) As cláusulas 6 e 7 da Emenda 1 foram combinadas na cláusula 6, com as devidas adições e correções que deveriam constar.
d) A Cláusula 8 da Emenda 1 foi renumerada como Cláusula 7. Esta norma deve ser lida em conjunto com a IEC 60747-1.
O texto desta norma baseia-se nos seguintes documentos:
FDIS | Report on voting |
47E/333/FDIS | 47E/341/RVD |
Informações completas sobre a votação para a aprovação desta norma podem ser encontradas no relatório de votação indicado na tabela acima.
Esta publicação foi elaborada de acordo com as Diretivas ISO/IEC, Parte 2.
Uma lista de todas as partes da série IEC 600747, sob o título geral:Semiconductor devices – Discrete devicespode ser encontrada no site da IEC.
O comitê decidiu que o conteúdo desta publicação permanecerá inalterado até a data de resultado de manutenção indicada no site da IEC sob “http://webstore.iec.ch” nos dados relacionados à publicação específica. Nessa data, a publicação será
• reconfirmada,
• retirada,
• substituída por uma edição revisada, ou
• emendada.
SEMICONDUCTORDEVICES –
DISCRETEDEVICES –
Part 9: Insulated-gate bipolartransistors (IGBTs)
1 Sescopo
Esta parte da IEC 60747 fornece normas específicas de produto para terminologia, símbolos de letras, classificações e características essenciais, verificação das classificações e métodos de medição para transistores bipolares de porta isolada (IGBTs).
2 Normative references
Os documentos referenciados a seguir são indispensáveis para a aplicação deste documento. Para referências datadas, aplica-se apenas a edição citada. Para referências não datadas, aplica-se a última edição do documento referenciado (incluindo quaisquer emendas).
IEC 60747-1:2006,Semiconductor devices – Part 1:General
IEC 60747-2,Semiconductor devices – Discretedevices e integrated circuits – Part 2: Rectifierdiodes
IEC 60747-6,Semiconductor devices – Part 6:Thyristors
IEC 61340 (todas as partes),Electrostatics
3 Terms e definitions
Para os fins deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições.
3.1 Graphical symbol of IGBT
O símbolo gráfico mostrado abaixo é utilizado nesta edição da IEC 60747-9.
Símbolo gráfico
NOTA Somente o símbolo gráfico do IGBT de canal N é utilizado nesta norma. Ele também se aplica à medição de dispositivos de canal P. No caso de dispositivos de canal P, a polaridade deve ser adaptada.
3.2 General terms
3.2.1
insulated-gate bipolar transistor
IGBT
transistor que possui um canal de condução e uma junção PN. A corrente que flui pelo canal e pela junção é controlada por um campo elétrico resultante de uma tensão aplicada entre os terminais gate e emitter
Ver IEV 521-04-05.
NOTA Com a tensão coletor-emissor aplicada, a junção PN fica polarizada diretamente.
3.2.2
N-channel IGBT
IGBT que possui um ou mais canais de condução do tipo N
Ver IEV 521-05-06.
3.2.3
P-channel IGBT
IGBT que possui um ou mais canais de condução do tipo P
Ver IEV 521-04-05.
3.2.4
collector current (of an IGBT)
Ic
corrente contínua comutada (controlada) pelo IGBT
3.2.5
collector terminal, collector (of an IGBT)
C
para um IGBT de canal N (de canal P), o terminal para o qual (do qual) a corrente de coletor flui do (para o) circuito externo
Ver IEV 521-07-05 e IEV 521-05-02.
3.2.6
emitter terminal, emitter (of an IGBT)
E
para um IGBT de canal N (de canal P), o terminal do qual (para o qual) a corrente de coletor flui para (do) o circuito externo
Ver IEV 521-07-04.
3.2.7
gate terminal, gate (of an IGBT)
G
terminal ao qual é aplicada uma tensão em relação ao terminal emissor, a fim de controlar a corrente de coletor
Ver IEV 521-07-09.
3.3 Terms related to ratings and characteristics; voltagesand currents
3.3.1
collector-emitter (d.c.) voltage
tensão entre coletor e emissor
3.3.2
collector-emitter voltage with gate-emitter short-circuited
VCES
tensão coletor-emissor na qual a corrente de coletor tem um valor baixo (absoluto) especificado, com gate-emissor em curto
3.3.3
collector-emitter sustaining voltage
VCE*sus
tensão de ruptura coletor-emissor em valores relativamente altos de corrente de coletor, em que a tensão de ruptura é relativamente insensível a variações na corrente de coletor, para uma terminação especificada entre os terminais de porta e emissor
NOTA 1 A terminação especificada entre os terminais de porta e emissor é indicada no símbolo por meio do terceiro subscrito `*`; ver 4.1.2 da IEC 60747-7.
NOTA 2 Quando necessário, acrescenta-se ao termo básico um qualificativo apropriado para indicar uma terminação específica entre os terminais de porta e emissor.
Exemplo: tensão de sustentação coletor-emissor com os terminais de porta e emissor em curto-circuitoVCESsus . NOTA 3 O termo básico pode ser abreviado se o significado ficar claro pelo símbolo usado. Exemplo: tensão de sustentação coletor-emissorVCERsus .
NOTA 4 Este termo é importante para dispositivos de alta tensão, por exemplo, acima de 4 kV.
3.3.4
collector-emitter breakdown voltage
V(BR)CES
tensão entre coletor e emissor acima da qual a corrente de coletor aumenta acentuadamente, com gate-emissor em curto-circuito
Ver IEV 521-05-06.
3.3.5
collector-emittersaturation voltage
VCEsat
3.3.6
gate-emitter (d.c.) voltage
tensão entre porta e emissor
3.3.7
gate-collector (d.c.) voltage
tensão entre porta e coletor
3.3.8
gate-emitter threshold voltage
VGE(th)
tensão gate-emissor na qual a corrente de coletor tem um valor baixo (absoluto) especificado
3.3.9
electrostatic discharge voltage
tensão que pode ser aplicada ao terminal de porta sem destruição da camada de isolamento
Ver IEV 521-05-27
3.3.10
collector cut-off current
corrente de coletor em uma tensão coletor-emissor específica abaixo da região de ruptura e com a porta em estado desligado
3.3.11
collector current
corrente através do coletor
3.3.12
tail current
ICZ
corrente de coletor durante o tempo de cauda
3.3.13
gate leakage current
IGES
corrente de fuga para o terminal de porta em uma tensão porta-emissor especificada, com o terminal de coletor em curto-circuito com o terminal de emissor
3.3.14
safe operating area
SOA
corrente de coletor versus tensão coletor-emissor em que o IGBT consegue ligar e desligar sem falha
3.3.14.1
forward bias safe operating area
FBSOA
corrente de coletor versus tensão coletor-emissor em que o IGBT consegue ligar e permanecer no estado ligado sem falha
3.3.14.2
reverse bias safe operating area
RBSOA
corrente de coletor versus tensão coletor-emissor na qual o IGBT consegue desligar sem falha
3.3.14.3
short circuit safe operating area
SCSOA
duração de curto-circuito e tensão coletor-emissor na qual o IGBT consegue ligar e desligar sem falha
3.4 Terms related to ratings and characteristics; othercharacteristics
3.4.1
input capacitance
Cies
3.4.2
output capacitance
Coes
capacitância entre os terminais de coletor e emissor com o terminal de gate em curto-circuito com o terminal de emissor para c.a.
3.4.3
reverse transfer capacitance
Cres
capacitância entre os terminais de coletor e gate
3.4.4
gate charge
QG
carga necessária para elevar a tensão gate-emissor de um nível baixo especificado para um nível alto especificado
3.4.5
internal gate resistance
rg
resistência série interna
3.4.6
turn-on energy (per pulse)
Eon
energia dissipada no interior do IGBT durante a ligação de um único pulso de corrente de coletor
NOTA A dissipação de potência correspondente na ligação sob condições de pulsos periódicos é obtida multiplicandoEna
pela frequência de pulso.
3.4.7
turn-off energy (per pulse)
Eoff
energia dissipada no interior do IGBT durante o tempo de desligamento mais o tempo de cauda de um único pulso de corrente de coletor
NOTA A dissipação de potência correspondente no desligamento sob condições de pulsos periódicos é obtida multiplicandoEem
pela frequência de pulso.
3.4.8
turn-on delay time
td(on) , td
NOTA Normalmente, o tempo é medido entre pontos correspondentes a 10 % das amplitudes dos pulsos de entrada e de saída
amplitudes.
3.4.9
rise time
tr
intervalo de tempo entre os instantes em que a subida da corrente de coletor atinge os limites inferior e superior especificados, respectivamente, quando o IGBT está sendo comutado do estado desligado para o estado ligado
NOTA Normalmente, os limites inferior e superior são 10 % e 90 % da amplitude do pulso.
3.4.10
turn-on time
ton
soma do tempo de atraso na ligação e do tempo de subida
3.4.11
turn-off delay time
td(off) , ts
intervalo de tempo entre o fim do pulso de tensão nos terminais de entrada que manteve o IGBT em seu estado ligado e o início da queda da corrente de coletor quando o IGBT é comutado do estado ligado para o estado desligado
NOTA Normalmente, o tempo é medido entre pontos correspondentes a 90 % das amplitudes dos pulsos de entrada e de saída.
3.4.12
fall time
tf
intervalo de tempo entre os instantes em que a queda da corrente de coletor atinge os limites superior e inferior especificados, respectivamente, quando o IGBT é comutado do estado ligado para o estado desligado
NOTA Normalmente, os limites superior e inferior são 90 % e 10 % da amplitude do pulso.
3.4.13
turn-off time
toff
soma do tempo de atraso no desligamento e do tempo de queda
3.4.14
tail time
tz
intervalo de tempo do fim do tempo de desligamento até o instante em que a corrente de coletor caiu para 2 % ou para um valor especificado inferior
4 Letter symbols
4.1 General
Os símbolos gerais de letras para IGBTs são definidos na Seção 4 da IEC 60747-1.
4.2 Additional general subscripts
C,c coletor
E,e emissor
G,g gate
sat saturação
th limiar
Z,z cauda
S terminação com curto-circuito
R terminação com resistor
X terminação com tensão especificada de gate-emissor
sus sustentação
4.3 List of letter symbols
Name edesignation | Lettersymbol |
4.3.1 Voltages | |
Collector-emitter voltidade | VCE |
Collector-emitter voltidade, gate-emitter short-circuited | VCES |
Collector-emitter sustaining voltidade | VCE*sus |
Collector-emitter breakdown voltidade,gate-emitter short-circuited | V(BR)CES |
Collector-emitter saturation voltidade | VCEsat |
Gate-emitter voltidade | VGE |
Gate-emitter voltidade, collector-emitter short-circuited | VGES |
Gate-emitter threshold voltidade | VGE(th) |
Collector-gate voltidade, gate-emitter resistance specified | VCGR |
4.3.2 Currents | |
Collector current | IC |
Peak collector current | ICM |
Repetitive peak collector current | ICRM |
Collector-emitter cut-off current, gate-emitter short-circuited | ICES |
Tail current | ICZ |
Gate current | IG |
Gate leakidade current, collector-emittershort-circuited | IGES |
4.3.3 Other electrical magnitudes | |
Input capacitance | Cies |
Output capacitance |
|
Reverse transfer capacitance |
|
Gate charge | QG |
Internal gate resistance | rg |
Turn-on power dissipation |
|
Turn-on energy |
|
Turn-off power dissipation | Poff |
Turn-off energy | Eoff |
Conducting state power dissipation | Pcond |
Conducting state energy | Econd |
Total power dissipation | Ptot |
4.3.4 Time | |
Tail time | tz |
4.3.5 Ormal magnitudes | |
Thermal resistance junction toheatsink | Rth(j-c) |
Transient thermal impedance junctionto heatsink | Zth(j-c) |
Continuar a ler
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