IGBT 基础教程：第 5 部分数据表中有关 IGBT的特性二

从APT 提供的数据表旨在包含对电源电路设计人员有用且方便的相关信息，用于选择合适的器件以及预测其在应用中的性能。提供图表以使设计人员能够从一组操作条件外推到另一组操作条件。应该注意的是，测试结果非常依赖于电路，尤其是寄生发射极电感，以及寄生集电极电感和栅极驱动电路设计和布局。不同的测试电路产生不同的结果。

I CM — 脉冲集电极电流

此额定值表示设备可以处理多少脉冲电流，明显高于额定连续直流电流。ICM评级的目的是：

· 保持 IGBT 在其传输特性的“线性”区域内运行。参见图 7。对于 IGBT 将传导的相应栅极-发射极电压，存在最大集电极电流。如果给定栅极-发射极电压下的工作点高于图 7 中的线性区域“拐点”，则集电极电流的任何进一步增加都会导致集电极-发射极电压显着上升，从而导致传导损耗增加并可能损坏器件。I CM额定值设置为低于典型栅极驱动电压的“拐点”。

· 以防止烧坏或闭锁。即使理论上脉冲宽度太短而不会使芯片过热，显着超过 I CM额定值也会导致足够的局部芯片特征加热，从而导致烧坏部位或闩锁。

· 以防止模具过热。脚注“重复额定值：脉冲宽度受最大结温限制”暗示 I CM基于取决于脉冲宽度的热限制。这始终是正确的，原因有两个：1) 在发生损坏风险之前，I CM额定值有一定的余量，而不是由于芯片超过其最大结温，以及 2) 无论故障机制到底是什么，过热几乎总是无论如何观察到的最终结果。

· 为了避免通过接合线的电流过大的问题，尽管可能首先会出现与通过芯片的电流过大有关的问题。

关于 ICM 的热限制，温升取决于脉冲宽度、脉冲之间的时间、散热和 V CE(on)以及电流脉冲的形状和幅度。简单地保持在 I CM限制内并不能确保不会超过最大结温。有关在电流脉冲期间估计结温的程序，请参阅最大有效瞬态热阻抗曲线的讨论。

I LM、RBSOA 和 SSOA — 安全操作区域

这些评级都是相关的。I LM是器件在无缓冲器硬开关应用中可以安全切换的钳位感性负载电流量。规定了测试电路条件(外壳温度、栅极电阻、钳位电压等)。 I LM额定值受关断瞬态的限制，其中栅极为正偏压并切换到零偏压或负偏压。因此，I LM额定值和反向偏置安全工作区 (RBSOA) 是相似的。ILM 额定值是最大电流，RBSOA 是指定电压下的最大电流。

开关安全工作区 (SSOA) 就是在全 V CES电压额定值下的 RBSOA。涵盖开启瞬态的正向偏置安全工作区 (FBSOA) 通常远高于 RBSOA，因此通常未在数据表中列出。只要不超过这些额定值，电路设计人员就无需担心缓冲器、最小栅极电阻或 dv/dt 限制。

E AS — 单脉冲雪崩能量

所有具有雪崩能量等级的设备都具有 E AS等级。额定雪崩能量与额定非钳位感应开关 (UIS) 同义。E AS既受热限制又受缺陷限制，指示器件在外壳温度为 25°C 且芯片处于或低于最大额定结温时可以安全吸收多少反向雪崩能量。Power MOS 7 中使用的开放单元结构减轻了 E AS的缺陷限制。另一方面，封闭单元结构中的缺陷会导致单元在雪崩条件下闩锁。未经彻底测试，请勿故意在雪崩条件下操作 IGBT。

测试电路的条件在脚注中说明，E AS等级等于

其中 L 是承载峰值电流 i C的电感器的值，该电流突然转移到被测器件的集电极中。正是电感器的电压超过了 IGBT 的击穿电压，导致了雪崩条件。雪崩条件允许电感电流流过 IGBT，即使 IGBT 处于关闭状态。存储在电感器中的能量类似于存储在泄漏和/或杂散电感中的能量，并在被测设备中消散。在应用中，如果由于泄漏和杂散电感引起的振铃不超过击穿电压，则器件不会发生雪崩，因此不需要消耗雪崩能量。

雪崩能量额定设备根据设备的额定电压和系统电压(包括瞬态)之间的裕量提供安全网。

P D — 总功耗

这是器件可以消耗的最大功率的额定值，基于 25°C 外壳温度下的最大结温和热阻 R θJC。在高于 25°C 的情况下，线性降额系数只是 R θJC的倒数。

T J ,T STG — 工作和存储结温范围

这是允许的存储和工作结温范围。设置此范围的限制是为了确保可接受的最短设备使用寿命。远离此范围的限制运行可以显着提高使用寿命。它实际上是一个将器件寿命与结温相关联的指数函数，但作为“经验法则”，仅对于热感应效应，结温每降低 10°C，器件寿命就会增加一倍。