igbt特性分析|igbt開(kāi)關(guān)特性詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-06-25
1.靜態(tài)特性
IGBT的靜態(tài)特性主要包括轉移特性和輸出特性。
（1）轉移特性
用來(lái)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的轉移特性類(lèi)似。開(kāi)啟電壓UGE(th)是IGBT能實(shí)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(chēng)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(lèi)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(shí)，IGBT為反向阻斷狀態(tài)。在電力電子電路中，IGBT在開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作，在正向阻斷區和飽和區之間轉換。
IGBT的靜態(tài)特性
IGBT的開(kāi)關(guān)特性如圖2所示。
IGBT在導通過(guò)程中,大部分時(shí)間是作為MOSFET來(lái)運行的,只是在集射電壓Uσ下降過(guò)程后期,PNP晶體管由放大區至飽和區,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(guò)程中,集電極電流的波形變?yōu)閮啥?因為MOS-FET關(guān)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(cháng)的尾部時(shí)間。
擎住效應
IGBT為4層結構,體內存在一個(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)體區短路電阻,P型區的橫向空穴流過(guò)該電阻會(huì )產(chǎn)生一定壓降,對J3結來(lái)說(shuō)相當于一個(gè)正偏置電壓。
在規定的集電極電流范圍內,這個(gè)正偏置電壓不大,NPN晶體管不會(huì )導通;當Ic大到一定程度時(shí),該正偏置電壓使NPN晶體管導通,進(jìn)而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態(tài)。于是寄生晶閘管導通,柵極失去控制作用,這就是所謂的擎住效應。
IGBT發(fā)生擎住效應后,造成導通狀態(tài)鎖定,無(wú)法關(guān)斷IGBT。因此,IGBT在使用中,應注意防止過(guò)高的dzr/dr和過(guò)大的過(guò)載電流。
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