深度剖析IGBT的工作原理及作用

深度剖析IGBT的工作原理及作用

?本文通过等效电路分析，通俗易懂的讲解IGBT的工作原理和作用，并精简的指出了IGBT的特点。可以说，IGBT是一个非通即断的开关，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT(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。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

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?目前国内缺乏高质量IGBT模块，几乎全部靠进口。绝缘栅双极晶体管(IGBT)是高压开关家族中最为年轻的一位。由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。IGBT的工作原理和作用通俗易懂版：IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V(大于6V,一般取12V 到15V)时IGBT导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。

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显卡供电电路和工作原理

显卡供电电路和工作原理 1、从PCI bus进入GPU将CPU送来的数据送到GPU里面进行处理。 2、从GPU进入显存将芯片处理完的数据送到显存。 3、从显存进入DAC由显存读取出数据再送到RAMDAC（随机读写存储数模转换器），RAMDAC的作用是将数字信号转换成模拟信号。 4、从DAC进入显示器将转换完的模拟信号送到显示屏。下面扯显卡的供电电路。绝大多数显卡是由主板上的AGP/pcie插槽供电的，没有电池来供应所需的工作电能，而是由显卡上的金手指通过主板的插槽和电源的+12V6pin接口等来获得所需的电量。原本打算把AGP插槽的供电定义发上来，但考虑到已经不合实际情况，故作罢。PCIE插槽的定义：靠近CPU的那一组触点为A组，对面为B组，由主板的I/O芯片往南桥方向数，每一边各有82个触点。+12V供电：A2，A3，B1,B2,B3 + 3、3V:A9,A10,B8+ 3、3Vaux:B10PCIE显卡没有+5V供电。显卡的供电无论是通过主板进入，还会是直接外接电源进入，都不可能正好符合显卡各种芯片正常工作的电压值。超过频的都知道，GPU的核心供电是 0、9~ 1、6V，显存供电是

1、5~ 3、3V，接口部分有的需要 3、3v，有的需要+5V，各不相同，于是这就涉及到显卡上直流电源模块设计的问题。直流电源模块的基本工作原理：无论输入端的电压怎么变化，它都能输出一个相对稳定的预先设计的较为平滑的电压值，并可以带动一定的负载。显卡上的直流电源供电模块主要有三大类：三端稳压；场效应管线性降压和开关电源稳压方式。他们的工作模式都是采取降压工作模式，即输出电压总是低于输入电压。 1、三端稳压供电方式这是显卡中相对较简单的一种供电方式，采用的集成电路主要有1117,7805等。这种方式虽然较简单，但是提供的电流很小。一般DAC电路和接口部分的电路供电采用这种方式。 下载 ( 94、46 KB)xx-11-2316:55图上这玩意儿就是7805,1脚输入，2脚接地，3脚输出的电压即为5V。箭头方向从右往左分别为1,2,3脚。 2、场效应管线性降压方式一般低端显卡的显存供电采用MOS 管线性降压供电方式。N沟道MOS管特性：G极电压越高，DS导通程度越强。不同MOS管的具体引脚数据可以通过型号查阅相关PDF 得到。下载 (

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高，Id 越大。它与GTR 的输出特性相似．也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内，Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时，由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管，所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on) 可用下式表示： Uds(on) ＝Uj1 ＋Udr ＋IdRoh 式中Uj1 —— JI 结的正向电压，其值为0.7 ～1V ；Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降；Roh ——沟道电阻。

显卡教材每章测试题

一．显卡发展史测试试题 学校班级得分 一、填空题（30分,每空1分）。 1.显卡（Video Card，Graphics Card）又叫显示卡，显示适配卡或 者叫显示接口卡，是PC机上最基本也是最重要的设备之一，它负责把电脑处理好的信号通过加工后输出到显示器上展现给终端用户。 2.显卡总线的发展经历了从ISA总线接口→PCI总线接口→AGP总 线接口→PCI E总线接口的四个阶段。 3.ISA总线其实是8/16bit的系统总线，最大传输速率仅为8MB/S， 但它允许多个CPU共享系统资源，由于兼容性好，它在上个世纪80年代是最广泛被采用的系统总线。 4.1992年Intel在发布486处理器的时候，也同时提出了32 biT的 PCI总线。 5.AGP 1.0规中1X的模式带宽是266MB/S，理论上是PCI总线的两 倍。2X模式下传输速率达到533MB/S。AGP 2.0规下，4X模式传输速率达到1064MB/S，到了AGP 3.0规的时候，即8X的模式传输速度已达了2.1GB/S。 6.显卡Chipset的发展比较有影响的是SIS、S3﹑ATI、和NVIDIA 等。 7.史上十大成功的民用系列显卡是Trident 9000、S3 765、S3 765、 nVIDIA Riva TNT系列、Matrox G400、nVIDIA GeForce256、

ATi Radeon 8500、nVIDIA GeForce4 Ti、ATi Radeon 9800系列、nVIDIA GeForce 6600系列。 8.Radeon 7500是ATI公司生产的芯片，ATi异军突起：携Radeon 7500叫嚣nVIDIA。 9.NVIDIA公司的显卡芯片系列有TNT 、TNT2、Geforce系列的 显卡。 10.SIS科技研发生产的显示芯片主要有：SIS 300、SIS 315、SIS 350、 Xabre 400、Xabre 600、SIS 630 等芯片生产。 11.PCI E总线即PCI Express总线，是第三代输入/输出总线，是Intel 在2001年的春季IDF大会上正式公布的，在显示卡的应用方面PCI Express 总线插槽是以X16的模式出现的。 12.ISA总线接口的显卡和PCI总线接口的显示卡现在已经淘汰了， 目前市场上主要的显卡是AGP总线接口的显卡和PCI E总线接口的显卡。 13.在显卡芯片市场上，ATI与NVIDIA公司的竞争十分激烈，他们 相当的芯片是，在低端竞争中是GeForce 6200系列Vs X300系列，中端竞争中GeForce 6600系列VSX700系列，高端竞争中GeForce 6800系列与X800系列。 14.电脑的周边板卡和设备主要有显卡、声卡、MODEM卡、硬盘、 显示器等等。

显卡结构及工作原理详细解读

什么是显卡？ 显卡的工作非常复杂，但其原理和部件很容易理解。在本文中，我们先来了解显卡的基本部件和它们的作用。此外，我们还将考察那些共同发挥作用以使显卡能够快速、高效工作的因素。 显示卡(videocard)是系统必备的装置，它负责将CPU送来的影像资料(data)处理成显示器(monitor)可以了解的格式，再送到显示屏(screen)上形成影像。它是我们从电脑获取资讯最重要的管道。因此显示卡及显示器是电脑最重要的部份之一。我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为“像素”。在最常用的分辨率设置下，屏幕显示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位“翻译”，负责从CPU获得二进制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进行的。我们都知道，计算机是二进制的，也就是0和1，但是总不见的直接在显示器上输出0和1，所以就有了显卡，将这些0和1转换成图像显示出来。 显卡的基本原理

显卡的主要部件是：主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存。不同显卡的工作原理基本相同CPU与软件应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过线缆将这些信息发送到监视器。 显卡的演变自从IBM于1981年推出第一块显卡以来，显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器（MDA），只能在黑色屏幕上显示绿色或白色文本。而现在，新型显卡的最低标准是视频图形阵列（VGA），它能显示256种颜色。通过像量子扩展图矩阵（QuantumExtendedGraphicsArray，QXGA）这样的高性能标准，显卡可以在最高达2040x1536像素的分辨率下显示数百万种颜色。 根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像，显卡首先要用直线创建一个线框。然后，它对图像进行光栅化处理（填充剩余的像素）。此外，显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，电脑每秒钟必须执行此过程约60次。如果没有显卡来执行必要的计算，则电脑将无法承担如此大的工作负荷。 显卡工作的四个主要部件 显卡在完成工作的时候主要靠四个部件协调来完成工作，主板连接设备，用于传输数据和供电，处理器用于决定如何处理屏幕上的每个像素，内存用于存放有关每个像素的信息以及暂时存储已完成的图像，监视器连接设备便于我们查看最终结果。 处理器和内存 像主板一样，显卡也是装有处理器和RAM的印刷电路板。此外，它还具有输入/输出系统（BIOS）芯片，该芯片用于存储显卡的设置以及在启动时对内存、输入和输出执行诊断。显卡的处理器称为图形处理单元（GPU），它与电脑的CPU类似。但是，GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的GPU所具有的晶体管数甚至超过了普通CPU。GPU会产生大量热量，所以它的上方通常安装有散热器或风扇。

igbt工作原理及应用

igbt工作原理及应用 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的保护 引言 绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点,又具有双极型器件容量大的优点,因而,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。在中大功率的开关电源装置中,IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点,已逐步取代晶闸管或GTO。但是在开关电源装置中,由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下,使得它容易损坏,另外,电源作为系统的前级,由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大,故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。因而,在选择IGBT时除了要作降额考虑外,对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。 1 IGBT的工作原理 IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：

——IGBT栅极与发射极之间的电压; ——IGBT集电极与发射极之间的电压; ——流过IGBT集电极－发射极的电流; ——IGBT的结温。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极－发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极－发射极之间的耐压,流过IGBT集电极－发射极的电流超过集电极－发射极允许的最大电流,IGBT的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。 2 保护措施 在进行电路设计时,应针对影响IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相应的保护措施。 2．1 IGBT栅极的保护 IGBT的栅极－发射极驱动电压VGE的保证值为±20V,如果在它的栅极与发射极之间加上超出保证值的电压,则可能会损坏IGBT,因此,在IGBT的驱动电路中应当设置栅压限幅电路。另外,若IGBT的栅极与发射极间开路,而在其集电极与发射极之间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在,使得栅极电位升高,集电极－发射极有电流流过。这时若集电极和发射极间处于高压状态时,可能会使IGBT发热甚至损坏。如果设备在运输或振动过程中使得栅极回路断开,在不被察觉的情况下给主电路加上

解析IGBT工作原理及作用

解析IGBT工作原理及作用 一、IGBT是什幺 ?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，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。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流 系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 ?通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。 ?二、IGBT模块 ?IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor（绝缘栅双极型晶体管）的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降 低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工 作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 ?IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT的栅极和发射极之 间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之 间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，

IGBT驱动原理

IGBT 驱动原理 目录 一、简介 二、工作原理 三、技术现状 四、测试方法 五、选取方法 简介： 绝缘栅双极晶体管IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管GTR 和功率场效应管MOSFET的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高 效率的变频电源、电机调速、UPS 及逆变焊机当中。IGBT 的驱动和保护是其应用中的关 键技术。 1 IGBT 门极驱动要求 1.1 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。图 1 是一个典型的例子。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，但在负载短路过程中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) 。

1.2 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-5 V 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 ～10 V 之间) 。 1.3 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。 1.4 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： I GP = △ U ge /R G +R g ； 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： P AV =C ge △ Uge 2 f, 式中． f 为开关频率；Cge 为栅极电容。 1.5 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 k Ω左右。 1.6 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。 a ．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) ； b ．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； c ．应使用辅助发射极端子连接驱动电路； d ．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(2 转/ cm) ； e ．栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。 1.7 隔离问题

IGBT系列焊机工作原理

第十一章IGBT系列焊机工作原理 一、功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点： 场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。 但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。 2、IGBT的特点： IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。 图11.1 二、场效应管逆变焊机的特点 由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。（高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。 但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。 三、IGBT焊机的特点 IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。

IGBT的工作原理与工作特性

IGBT的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N一层的空穴（少子），对N一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。 IGBT的工作特性包括静态和动态两类： 1．静态特性 IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它与GTR的输出特性相似．也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，

其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on)可用下式表示: Uds(on)＝Uj1＋Udr＋IdRoh （2－14） 式中Uj1——JI结的正向电压，其值为0.7～IV； Udr——扩展电阻Rdr上的压降；Roh——沟道电阻。 通态电流Ids可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos (2－15） 式中Imos——流过MOSFET的电流。 由于N+区存在电导调制效应，所以IGBT的通态压降小，耐压1000V 的IGBT通态压降为2～3V。IGBT处于断态时，只有很小的泄漏电流存在。 2．动态特性 IGBT在开通过程中，大部分时间是作为MOSFET来运行的，只是在漏源电压Uds下降过程后期，PNP晶体管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间，tri为电流上升时间。实际应

显卡工作原理

显卡工作原理 显卡工作原理 首先我们应该了解一下显卡的简单工作原理：首先，由CPU 送来的数据会 通过AGP 或PCI-E 总线，进入显卡的图形芯片(即我们常说的GPU 或VPU)里 进行处理。当芯片处理完后，相关数据会被运送到显存里暂时储存。然后数字 图像数据会被送入RA 骂死我吧AC(Random Access Memory Digital Analog Converter)，即随机存储数字模拟转换器，转换成计算机显示需要的模拟数据。 最后RA 骂死我吧AC 再将转换完的类比数据送到显示器成为我们所看到的图 像。在该过程中，图形芯片对数据处理的快慢以及显存的数据传输带宽都会对 显卡性能有明显影响。 技术参数和架构解析 一、核心架构： 我们经常会在显卡文章中看到8 乘以1 架构、4 乘以2 架构这样的字样，它 们代表了什么意思呢?8 乘以1 架构代表显卡的图形核心具有8 条像素渲染管线，每条管线具有1 个纹理贴图单元;而4 乘以2 架构则是指显卡图形核心具有4 条 像素渲染管线，每条管线具有2 个纹理贴图单元。也就是说在一个时钟周期内，8 乘以1 架构可以完成8 个像素渲染和8 个纹理贴图;而4 乘以2 架构可以完成 4 个像素渲染和8 个纹理贴图。从实际游戏效果来看，这两者在相同工作频率 下性能非常相近，所以常被放在一起讨论。 举例来说，nVIDIA 在发布GeForce FX 5800 Ultra 的时候，对于其体系架构就没有给出详尽说明。后来人们发现官方文档中提到的每个周期处理8 个像素 的说法，只是指的Z/stencil 像素，其核心架构可以看作是GeForce4 Ti 系列4 乘以2 架构的改进版本，其后发布的GeForce FX 5900 系列也是如此。ATi 的

GPU工作原理简介

GPU工作原理简介 计算机0601 沈凯杰 【引言】 在GPU出现以前，显卡和CPU的关系有点像“主仆”，简单地说这时的显卡就是画笔，根据各种有CPU发出的指令和数据进行着色，材质的填充、渲染、输出等。 较早的娱乐用的3D显卡又称“3D加速卡”，由于大部分坐标处理的工作及光影特效需要由CPU亲自处理，占用了CPU太多的运算时间，从而造成整体画面不能非常流畅地表现出来。 例如，渲染一个复杂的三维场景，需要在一秒内处理几千万个三角形顶点和光栅化几十亿的像素。早期的3D游戏，显卡只是为屏幕上显示像素提供一个缓存，所有的图形处理都是由CPU单独完成。图形渲染适合并行处理，擅长于执行串行工作的CPU实际上难以胜任这项任务。所以，那时在PC上实时生成的三维图像都很粗糙。不过在某种意义上，当时的图形绘制倒是完全可编程的，只是由CPU来担纲此项重任，速度上实在是达不到要求。 随着时间的推移，CPU进行各种光影运算的速度变得越来越无法满足游戏开发商的要求，更多多边形以及特效的应用榨干了几乎所有的CPU性能，矛盾产生了······ 【目录】 第一章．GPU的诞生 3.1 GPU中数据的处理流程 3.2 CPU与GPU的数据处理关系 3.3 传统GPU指令的执行 3.4 GPU的多线程及并行计算 3.4.1 多线程机制 3.4.2 并行计算 第二章．GPU的结构 第三章．GPU的工作原理 第四章．GPU未来的展望 4.1 GPU能否包办一切 4.2 GPU时代即将到来 【正文】 第一章．GPU的诞生 NVIDIA公司在1999年8月31日发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出GPU的概念。 GPU之所以被称为图形处理器，最主要的原因是因为它可以进行几乎全部与计算机图形有关的数据运算，而这些在过去是CPU的专利。 目前，计算机图形学正处于前所未有的发展时期。近年来，GPU技术以令人惊异的速度在发展。渲染速率每6个月就翻一番。性能自99年，5年来翻番了10次，也就是（2的10次方比2）提高了上千倍！与此同时，不仅性能得到了提高，计算质量和图形编程的灵活性也逐渐得以改善。 以前，PC和计算机工作站只有图形加速器，没有图形处理器（GPU），而图形加速器只能简单的加速图形渲染。而GPU取代了图形加速器之后，我们就应该摒弃图形加速器的旧观念。 第二章．GPU的结构

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用 IGBT（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。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。目前国内缺乏高质量IGBT模块，几乎全部靠进口。绝缘栅双极晶体管（IGBT）是高压开关家族中最为年轻的一位。由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。 IGBT的工作原理和作用通俗易懂版：IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。 IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。 IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。 IGBT的工作原理和作用电路分析版：IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。 由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定： --IGBT栅极与发射极之间的电压;

显卡基础知识

显卡基础知识 显卡基础知识 显卡的工作原理 1.从总线(bus)进入GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)：将CPU送来的数据送到北桥(主桥)再送到GPU(图形处理器)里 面进行处理。 2.从videochipset(显卡芯片组)进入videoRAM(显存)：将芯片 处理完的数据送到显存。 3.从显存进入DigitalAnalogConverter(=RAMDAC，随机读写存 储数—模转换器)：从显存读取出数据再送到RAMDAC进行数据转换 的工作(数字信号转模拟信号)。但是如果是DVI接口类型的显卡， 则不需要经过数字信号转模拟信号。而直接输出数字信号。 4.从DAC进入显示器(Monitor)：将转换完的模拟信号送到显示屏。 显示效能是系统效能的一部份，其效能的高低由以上四步所决定，它与显示卡的效能(videoperformance)不太一样，如要严格区分， 显示卡的效能应该受中间两步所决定，因为这两步的资料传输都是 在显示卡的内部。第一步是由CPU(运算器和控制器一起组成的计算 机的核心，称为微处理器或中央处理器)进入到显示卡里面， 最后一步是由显示卡直接送资料到显示屏上。 显卡的基本结构 GPU介绍

GPU全称是GraphicProcessingUnit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中(特别 是家用系统，游戏的发烧友)图形的处理变得越来越重要，需要一个 专门的图形核心处理器。NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理 芯片时首先提出的.概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行 部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心 技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点 混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产主要由 nVIDIA与AMD两家厂商生产。 显存 显存是显示内存的简称。其主要功能就是暂时储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强，需要的显存也 就越多。以前的显存主要是SDR的，容量也不大。2012年市面上的 显卡大部分采用的是DDR3显存，最新的显卡则采用了性能更为出色 的GDDR5显存。 显卡BIOS 与驱动程序之间的控制程序，另外还储存有显示卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时，通过显示BIOS内的一 段控制程序，将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS是固化在ROM中的，不可以修改，而截至2012年底,多数显示卡采用了大容 量的EPROM，即所谓的FlashBIOS，可以通过专用的程序进行改写或 升级。 显卡PCB板 就是显卡的电路板，它把显卡上的各个部件连接起来。功能类似主板。 显卡的分类 一、集成显卡

IGBT 的工作原理和工作特性

IGBT 的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。 当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类： 1．静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它与GTR的输出特性相似．也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。 IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系.IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on)可用下式表示 Uds(on)＝Uj1＋Udr＋IdRoh（2－14） 式中Uj1——JI结的正向电压，其值为0.7～IV；

显卡的工作原理与作用

显卡的工作原理与作用 1.显卡在电脑系统中的作用 显卡在电脑中的主要作用就是在程序运行时根据CPU提供的指令和有关数据，将程序运行过程和结果进行相应的处理并转换成显示器能够接受的文字和图形显示信号后通过屏幕显示出来，以便为用户提供继续或中止程序运行的判断依据。换句话说，显示器必须依靠显卡提供的显示信号才能显示出各种字符和图像。 2.什么是2D和3D图形卡 电脑中显示的图形实际上分为2D（2维/Two Dimensional）和3D（3维）两种，其中2D图形只涉及所显示景物的表面形态和其平面（水平和垂直）方向运行情况。如果将物体上任何一点引入直角坐标系，那么只需“X、Y”两个参数就能表示其在水平和上下的具体方位。3D图像景物的描述与2D相比增加了“纵深”或“远近”的描述。如果同样引入直角坐标系来描述景物上某一点在空间的位置时，就必须使用“X、Y、Z”三个参数来表示，其中“Z”就是代表该点与图像观察者之间的“距离”或“远近”。 电脑平常显示的Windows窗口中各种菜单（包括运行的Word等Ofiice软件）和部分游戏如《仙剑奇侠》或《帝国时代》等都是2D图形显示，而3D Studio MAX的图形制作和游戏《雷神之槌》、《极品飞车》等显示的则都是3D画面。由于早期显示芯片技术性能的限制，电脑显示2D/3D图形时所须处理的数据全部由CPU承担，所以对CPU规格要求较高，图形显示速度也很慢。随着图形芯片技术的逐步发展，显卡开始承担了所有2D图形的显示处理，因此大大减轻了CPU的负担，自然也提高了图形显示速度，也因此有了2D图形加速卡一说。但由于显示3D图形时所须处理的数据量和各种计算远远超过2D图形显示，所以在3D图形处理芯片出现前显卡还无法承担3D图形显示数据的处理，因此为完成3D图形显示的数据计算和处理仍须由CPU完成。1997年美国S3公司开发出S3 Virge/DX芯片，开创了由显卡图形处理芯片完成（部分）3D显示数据的处理的先河，从此人们也开始将具有3D图形显示处理芯片的显卡称为3D图形（加速）卡。当然随着图形芯片技术的不断发展，当今市场上几乎所有显卡所使用的图形芯片全部都算3D芯片了，特别是nVidia公司的GeForce芯片几乎能完成所有的3D图形处理（包括原来必须由电脑CPU所承担的几何转换和光线渲染处理），因此被冠以GPU的桂冠。 3.常用显卡分类 虽然目前各种品牌的通用3D显卡规格、型号较多，但按其主要应用范围则基本上可分为三类:一类是以nVidia公司的TNT2和Matrox公司的G400为代表的通用型，主要用于办公处理和一般娱乐（游戏）;第二类侧重娱乐，其代表芯片当仁不让的是3dfx公司的Voodoo 系列;第三类侧重专业应用，主要用于2D或3D图形的CAD（电脑辅助设计）或图片专业处理等，这类显卡中使用较多的是3Dlabs公司生产的Permedia系列芯片。 4.显示“子卡” 在3D显卡发展初期，3dfx公司生产了使用Voodoo 和Voodoo2图形芯片的3D显卡，这

详解显卡供电原理

详解显卡供电原理 测试6800U SLI系统，平台采用某国内知名大厂生产的480W服务器电源。开机、自检、进入桌面、运行软件都没有任何问题，但在3D测试过程中突然黑屏，系统自动重启之后连进入BIOS都花屏，最后发现SLI系统中一块主显卡已经烧毁。或许您认为笔者是危言耸听， 480W的功率应付两块6800U显卡应该没啥问题，但它确实是因电源而烧毁，这 究竟是什么原因呢？ 无论CPU还是显示芯片，为了获得更高的性能必须付出相应的代价，那就是功耗。如果显卡供电不足，那么在3D渲染时功耗过大导致电源不堪重负，轻则显卡的性能受制、超频能力受限，重则死机、黑屏、断电甚至烧毁显卡和电源。要了解这些内容，必须从当今主流显卡的供电方案谈起…… AGP供电特点分析——力不从心 AGP（Accelerated Graphics Port）加速图形端口是在PCI图形接口的基础上发展而来的，自1997年问世以来就伴随着显卡进入高速发展阶段，多年来经历了数次版本更新，虽然新一代的接班人PCIE 接口无论从哪个方面来说都具有很大的优势，但是经典的AGP接口依然宝刀未老，即便是顶级显卡也丝毫不敢马虎，为了考虑兼容性“脚踏两条船”的现象非常普遍。 主板AGP8X插槽

显卡AGP8X接口 AGP显卡的供电其实和内存/PCI扩展卡相同，都是从金手指的部分针脚处取电。早期的显卡以及目前的中低端显卡都是按照预先设计好的供电方案，通过针脚上的几种输入电压来选择。按照下图所示的最新AGP 3.0标准，简单将几者相加就知道AGP接口所能提供的最高功率为46W。 但46W这只是理论上的极限值，实际AGP所能提供的最大功率远达不到，AGP3.0（AGP8X）标准当中对几路供电针脚最大输入电流的做了严格的定义，下面逐一进行介绍： AGP接口各路输入详解： Vddq为显卡的输入输出接口供电，电压1.5V，这也就是通常所说的AGP电压，也可以称之为AGP总线的供电电压。以超频为卖点的主板BIOS当中能够对AGP加压。不过要注意对Vddq加压或许能够提高显卡超频（或者提高AGP频率）之后工作的稳定性，但是AGP的总输入功率并没有变化，

IGBT管的结构与工作原理

IGBT管的结构与工作原理 1.IGBT的结构与工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（ Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它与GTR 的输出特性相似．也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承担，反向电压由J1结承担。如果无 N+ 缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内， Id 与Ugs呈线性关系。最