IGBT关断过程的分析
IGBT关断过程的分析上一篇,我们写了基于感性负载下,IGBT的开通过程,今天,我们就IGBT的关断过程进行一个叙述。
对于IGBT关断的可以基于很对方面进行分析,而今天我们从电压电流对IGBT的关断过程进行分析。
1前言
绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 是双极型晶体管(BJT) 和场效应晶体管(MOSFET) 的复合器件,IGBT将BJT的电导调制效应引入到VDMOS 的高阻漂移区, 大大改善了器件的导通特性, 同时还具有MOSFET栅极输入阻抗高、开关速度快的特点。
很多情况,由于对IGBT 关断机理认识不清, 对关断时间随电压和电流的变化规律认识不清, 导致无法解释在使用过程中出现的电流拖尾长、死区时间长等现象, 不能充分发挥IGBT 的性能; 导致IGBT 因使用不当, 烧毁。
今天我们就IGBT关断时的电流和电压进行简单的叙述。
02关断机理
IGBT 结构等同于n 沟道MOSFET与pnp晶体管构成的达林顿结构, MOSFET 的漏极与pnp晶体管的基极相连。
等效电路和基本结构图如下:
IGBT的关断波形如下图所示,大致分为三个阶段:①关断延迟时间td(off);②关断过程中电压上升到10%到电流下降到90%时间Δt;③关断下降时间tf。
IGBT关断时间表达式为:
toff=td(off)+Δt +tf
ICE=IMOS+IC(BJT)=Ids+Ice
BJT 是一种电流控制型器件, 发射极e和集电极c传导的工作电流受基极b引入的较小电流的控制, 如等效电路所示, BJT受MOSFET漏极电流控制. 在IGBT关断td(off)和Δt 程中, MOSFET 的门极电压Vgs减小至Miller平台电压Vmr, 漏源电压Vds增大至Vds(max), 而漏源电流Ids保持不变. 由于Ib=Ids, BJT的集射极电流Ice受Ib控制, 所以,在IGBT关断td(off)和Δt过程中, Ice电流仍然保持不变, 如上图所示. 由上式ICE等式可知, IGBT的。