igbt特性分析|igbt开关特性详解-KIA MOS管
igbt基本特性
1.静态特性
IGBT的静态特性主要包括转移特性和输出特性。
（1）转移特性
用来描述IGBT集电极电流iC与栅一射电压UGE之间的关系，如图图1(a)所示。 它与功率MOSFET的转移特性类似。开启电压UGE(th)是IGBT能实现电导调制而导通的最低栅一射电压。
（2）输出特性
输出特性也称伏安特性，描述以栅射电压为参变量时，集电极电流iC与集一射极间电压UCE之间的关系。
它与GTR的输出特性类似，不同的是控制变量，IGBT为栅一射电压UGE，而GTR为基极电流IB。IGBT的输出特性分为3个区域:正向阻断区、有源区和饱和区，如图1(b)所示，与GTR的截止区、放大区和饱和区相对应。
当UCE<0时，IGBT为反向阻断状态。在电力电子电路中，IGBT在开关状态工作，在正向阻断区和饱和区之间转换。
IGBT的静态特性
igbt开关特性
IGBT的开关特性如图2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。
擎住效应
IGBT为4层结构,体内存在一个寄生晶闸管。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dzr/dr和过大的过载电流。
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