igbt特性分析|igbt開關特性詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-06-25
1.靜態特性
IGBT的靜態特性主要包括轉移特性和輸出特性。
（1）轉移特性
用來描述IGBT集電極電流iC與柵一射電壓UGE之間的關系，如圖圖1(a)所示。 它與功率MOSFET的轉移特性類似。開啟電壓UGE(th)是IGBT能實現電導調制而導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，集電極電流iC與集一射極間電壓UCE之間的關系。
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個區域:正向阻斷區、有源區和飽和區，如圖1(b)所示，與GTR的截止區、放大區和飽和區相對應。
當UCE<0時，IGBT為反向阻斷狀態。在電力電子電路中，IGBT在開關狀態工作，在正向阻斷區和飽和區之間轉換。
IGBT的靜態特性
IGBT的開關特性如圖2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。
擎住效應
IGBT為4層結構,體內存在一個寄生晶閘管。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dzr/dr和過大的過載電流。
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