大佬带你看IGBT：IGBT短路性能、寄生导通讲解

本文中，小编将对IGBT予以介绍，如果你想对IGBT的详细情况有所认识，或者想要增进对IGBT的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、什么是IGBT?

IGBT是“Insulated Gate Bipolar Transistor”的首字母缩写，中文名称是“绝缘栅双极晶体管”。通过结合MOSFET和双极晶体管，IGBT成为同时具备这两种器件优点的功率晶体管。IGBT有N沟道型和P沟道型两种，本文中以目前主流的N沟道型为例展开介绍。

N沟道IGBT的电路图符号及其等效电路如下。有些等效电路图会更详细一些，但这里为了便于理解，给出的是相对简单的示意图。包括结构在内，实际的产品会更复杂一些。有关结构等的详细内容将在后续文章中介绍。

IGBT具有栅极、集电极、发射极3个引脚。栅极与MOSFET相同，集电极和发射极与双极晶体管相同。IGBT与MOSFET一样通过电压控制端口，在N沟道型的情况下，对于发射极而言，在栅极施加正电压时，集电极-发射极导通，流过集电极电流。我们将另行介绍其工作和驱动方法。

二、IGBT短路性能 

IGBT模块短路特性强烈地依赖于具体应用条件，如温度、杂散电感、IGBT驱动电路及短路回路阻抗。IGBT短路特性可用下面测试电路描述。一个IGBT短接集电极及发射极，另一个IGBT施加单个驱动脉冲。对应的电压电流典型波形如图所示，导通IGBT的电流以一定的斜率迅速上升，速度取决于DC-Link电压及回路杂散电感。IGBT进入退饱和状态，短路电流被限制在额定电流的若干倍（取决于IGBT的结构特性），集电极-发射极电压保持在高位，芯片的温度由于短路大电流造成的功耗而上升，温度上升短路电流会略微下降。在一个规定的短路维持时间tsc内，IGBT必须被关断以避免损坏。

三、IGBT寄生导通现象

IGBT半桥电路运作时的一个常见问题是因米勒电容引起的寄生导通问题，如下图所示。S2处于关断状态，S1开通时，S2两端会产生电压变化（dv/dt），将会形成因自身寄生米勒电容CCG所引发的电流，这个电流流过栅极电阻RG与驱动内部电阻，造成IGBT栅极到射极上的压降，如果这个电压超过IGBT的栅极临界电压，那么就可能造成S2的寄生导通，形成短路，引起电流击穿问题，进而可能导致IGBT损坏。

寄生导通的根本原因是集电极和栅极之间固有的米勒电容造成的，如果集电极与发射极之间存在高电压瞬变，由于驱动回路寄生电感，米勒电容分压器反应速度远远快于外围驱动电路。因此即使IGBT关断在0V栅极电压，dvce/dt将会造成栅极电压的上升，栅极电路的影响将被忽略。栅极发射极电压可由下式计算：

由上式可知，Cres/Cies的比例应该越小越好。为了避免栅极驱动的损耗，输入电容的值也应该越小越好。因为米勒电容随着VCE的增大而减小，所以，随着集电极-发射极电压的增大，抑制dv/dt寄生导通的鲁棒性能也增加。

好了，以上就是此次的全部内容。经由小编的介绍，不知道你对IGBT是否充满了兴趣？如果你想对它有更多的了解，不妨尝试在我们的网站里进行搜索哦。