開關特性

   IGBT的開關特性如圖⒈32所示。IGBT在導通過程中,大部分時間是作為MOsFET來運行的,只是在集射電壓Uσ下降過程后期,PNP晶體管由放大區至飽和區,又增加了一段延緩時間,使集射極電壓波形變為兩段。IGBT在關斷過程中,集電極電流的波形變為兩段,因為MOS-FET關斷后,PNP晶體管中的存儲電荷難以迅速消除,造成集電極電流有較長的尾部時間。NSR1020MW2T1G

   擎住效應

   IGBT為4層結構,體內存在一個寄生晶閘管,其結構和等效電路如圖⒈3O所示。在NPN晶體管的基極與發射極之間,存在一個體區短路電阻,P型區的橫向空穴流過該電阻會產生一定壓降,對J3結來說相當于一個正偏置電壓。在規定的集電極電流范圍內,這個正偏置電壓不大,NPN晶體管不會導通;當Ⅰc大到一定程度時,該正偏置電壓使NPN晶體管導通,進而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態。于是寄生晶閘管導通,柵極失去控制作用,這就是所謂的擎住效應。IGBT發生擎住效應后,造成導通狀態鎖定,無法關斷IGBT。因此,IGBT在使用中,應注意防止過高的沏/dr和過大的過載電流。

    安全工作區

   IGBT導通時的正向偏置安全工作區(FBSOA)如圖⒈33(a)所示,由集電極最大電流、集射極擊穿電壓和最大耗散功率3條邊界包圍而成。集電極最大電流凡M是根據避免擎住效應而確定的,最大集射極電壓B%Ⅸ)是由IGBT中PNP晶體管的擊穿電壓所確定的,最大耗散功率則

由最高允許結溫所決定。IGBT導通時間長,發熱嚴重,因而相應的安全工作區變窄。IGBT關斷時的反向偏置安全工作區(RBSOA)如圖⒈33(b)所示,與IGBT關斷時的dzr/dr有關越高,RBSOA越窄。