igbt特性分析|igbt開關(guān)特性詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-06-25
1.靜態(tài)特性
IGBT的靜態(tài)特性主要包括轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。
（1）轉(zhuǎn)移特性
用來描述IGBT集電極電流iC與柵一射電壓UGE之間的關(guān)系，如圖圖1(a)所示。 它與功率MOSFET的轉(zhuǎn)移特性類似。開啟電壓UGE(th)是IGBT能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo)通的最低柵一射電壓。
（2）輸出特性
輸出特性也稱伏安特性，描述以柵射電壓為參變量時(shí)，集電極電流iC與集一射極間電壓UCE之間的關(guān)系。
它與GTR的輸出特性類似，不同的是控制變量，IGBT為柵一射電壓UGE，而GTR為基極電流IB。IGBT的輸出特性分為3個(gè)區(qū)域:正向阻斷區(qū)、有源區(qū)和飽和區(qū)，如圖1(b)所示，與GTR的截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)相對(duì)應(yīng)。
當(dāng)UCE<0時(shí)，IGBT為反向阻斷狀態(tài)。在電力電子電路中，IGBT在開關(guān)狀態(tài)工作，在正向阻斷區(qū)和飽和區(qū)之間轉(zhuǎn)換。
IGBT的靜態(tài)特性
IGBT的開關(guān)特性如圖2所示。
IGBT在導(dǎo)通過程中,大部分時(shí)間是作為MOSFET來運(yùn)行的,只是在集射電壓Uσ下降過程后期,PNP晶體管由放大區(qū)至飽和區(qū),又增加了一段延緩時(shí)間,使集射極電壓波形變?yōu)閮啥巍?/span>
IGBT在關(guān)斷過程中,集電極電流的波形變?yōu)閮啥?因?yàn)镸OS-FET關(guān)斷后,PNP晶體管中的存儲(chǔ)電荷難以迅速消除,造成集電極電流有較長的尾部時(shí)間。
擎住效應(yīng)
IGBT為4層結(jié)構(gòu),體內(nèi)存在一個(gè)寄生晶閘管。在NPN晶體管的基極與發(fā)射極之間,存在一個(gè)體區(qū)短路電阻,P型區(qū)的橫向空穴流過該電阻會(huì)產(chǎn)生一定壓降,對(duì)J3結(jié)來說相當(dāng)于一個(gè)正偏置電壓。
在規(guī)定的集電極電流范圍內(nèi),這個(gè)正偏置電壓不大,NPN晶體管不會(huì)導(dǎo)通;當(dāng)Ic大到一定程度時(shí),該正偏置電壓使NPN晶體管導(dǎo)通,進(jìn)而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態(tài)。于是寄生晶閘管導(dǎo)通,柵極失去控制作用,這就是所謂的擎住效應(yīng)。
IGBT發(fā)生擎住效應(yīng)后,造成導(dǎo)通狀態(tài)鎖定,無法關(guān)斷IGBT。因此,IGBT在使用中,應(yīng)注意防止過高的dzr/dr和過大的過載電流。
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