开关特性

   IGBT的开关特性如图⒈32所示。IGBT在导通过程中,大部分时间是作为MOsFET来运行的,只是在集射电压Uσ下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和区,又增加了一段延缓时间,使集射极电压波形变为两段。IGBT在关断过程中,集电极电流的波形变为两段,因为MOS-FET关断后,PNP晶体管中的存储电荷难以迅速消除,造成集电极电流有较长的尾部时间。NSR1020MW2T1G

   擎住效应

   IGBT为4层结构,体内存在一个寄生晶闸管,其结构和等效电路如图⒈3O所示。在NPN晶体管的基极与发射极之间,存在一个体区短路电阻,P型区的横向空穴流过该电阻会产生一定压降,对J3结来说相当于一个正偏置电压。在规定的集电极电流范围内,这个正偏置电压不大,NPN晶体管不会导通;当Ⅰc大到一定程度时,该正偏置电压使NPN晶体管导通,进而使NPN和PNP晶体管处于饱和状态。于是寄生晶闸管导通,栅极失去控制作用,这就是所谓的擎住效应。IGBT发生擎住效应后,造成导通状态锁定,无法关断IGBT。因此,IGBT在使用中,应注意防止过高的沏/dr和过大的过载电流。

    安全工作区

   IGBT导通时的正向偏置安全工作区(FBSOA)如图⒈33(a)所示,由集电极最大电流、集射极击穿电压和最大耗散功率3条边界包围而成。集电极最大电流凡M是根据避免擎住效应而确定的,最大集射极电压B%Ⅸ)是由IGBT中PNP晶体管的击穿电压所确定的,最大耗散功率则

由最高允许结温所决定。IGBT导通时间长,发热严重,因而相应的安全工作区变窄。IGBT关断时的反向偏置安全工作区(RBSOA)如图⒈33(b)所示,与IGBT关断时的dzr/dr有关越高,RBSOA越窄。