IGBT 基礎(chǔ)教程：第 4 部分?jǐn)?shù)據(jù)表中有關(guān) IGBT的特性一

從APT 提供的數(shù)據(jù)表旨在包含對(duì)電源電路設(shè)計(jì)人員有用且方便的相關(guān)信息，用于選擇合適的器件以及預(yù)測(cè)其在應(yīng)用中的性能。提供圖表以使設(shè)計(jì)人員能夠從一組操作條件外推到另一組操作條件。應(yīng)該注意的是，測(cè)試結(jié)果非常依賴于電路，尤其是寄生發(fā)射極電感，以及寄生集電極電感和柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和布局。不同的測(cè)試電路產(chǎn)生不同的結(jié)果。

V CES — 集電極-發(fā)射極電壓

這是柵極與發(fā)射極短路時(shí)集電極和發(fā)射極之間的最大電壓額定值。這是最大額定值，根據(jù)溫度，最大允許集電極發(fā)射極電壓實(shí)際上可能低于 VCES 額定值。請(qǐng)參閱靜態(tài)電氣特性中對(duì) BVCES 的描述。

V GE — 柵極-發(fā)射極電壓

VGE 是柵極和發(fā)射極端子之間最大連續(xù)電壓的額定值。此額定值的目的是防止柵極氧化層擊穿并限制短路電流。實(shí)際的柵極氧化物擊穿電壓遠(yuǎn)高于此值，但始終保持在此額定值范圍內(nèi)可確保應(yīng)用可靠性。

V GEM — 柵極發(fā)射極電壓瞬態(tài)

VGEM 是柵極和發(fā)射極端子之間的最大脈沖電壓。此等級(jí)的目的是防止柵極氧化物擊穿。柵極上的瞬態(tài)不僅可以由施加的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)引起，而且通常更明顯的是由柵極驅(qū)動(dòng)電路中的雜散電感以及通過柵極-集電極電容的反饋引起的。如果柵極上的振鈴比 VGEM 多，則可能需要減少雜散電路電感，和/或增加?xùn)艠O電阻以減慢開關(guān)速度。除了電源電路布局外，柵極驅(qū)動(dòng)電路布局對(duì)于最小化有效柵極驅(qū)動(dòng)環(huán)路面積和由此產(chǎn)生的雜散電感至關(guān)重要。

如果使用鉗位齊納二極管，建議將其連接在柵極驅(qū)動(dòng)器和柵極電阻之間，而不是直接連接到柵極端子。負(fù)柵極驅(qū)動(dòng)不是必需的，但可用于實(shí)現(xiàn)最大的開關(guān)速度，同時(shí)避免 dv/dt 引起的導(dǎo)通。

I C1 , I C2 — 連續(xù)集電極電流

I C1和 I C2是在其最大額定結(jié)溫下的最大連續(xù)直流電流額定值。它們基于結(jié)殼熱阻額定值 R θJC和外殼溫度，當(dāng)然 V CE(on)取決于 I C(以及結(jié)溫)。除了在相對(duì)較低的電流下，IC 和 V CE(on)之間的關(guān)系是相當(dāng)線性的。因此可以使用線性近似來將 I C與 V CE(on)聯(lián)系起來。

V CE(on)的曲線是模具在高溫下的曲線。(為了計(jì)算數(shù)據(jù)表值，Microsemi 使用最大 V CE(on)，它高于典型的 V CE(on)以考慮部件之間的正常變化。)將 V CE(on)與 I C相關(guān)的方程式是：

以得到 V CE(on)以求解 I C：中的I C表示連續(xù)直流電流(器件完全開啟)，它會(huì)導(dǎo)致芯片加熱到其最大額定結(jié)溫。I C1是 (5) 的解， T C等于 25°C。I C2是在升高的溫度下用 T C對(duì) (5) 的溶液。這是一個(gè)比傳統(tǒng) I C1額定值更有用的額定值，因?yàn)樵趦H 25°C 的外殼溫度下工作很少可行，但 I C2仍然沒有考慮開關(guān)損耗。

使用 I C1和 I C2額定值

I C1和 I C2額定值以及最大集電極電流與外殼溫度的關(guān)系圖僅表示器件可以承載的最大理論連續(xù)直流電流，基于最大結(jié)殼熱阻。它們的目的主要是作為比較設(shè)備的品質(zhì)因數(shù)。對(duì)于軟開關(guān)應(yīng)用，I C2是選擇器件的良好起點(diǎn)。在硬開關(guān)或軟開關(guān)應(yīng)用中，設(shè)備可能安全地承載更多或更少的電流，具體取決于：

· 開關(guān)損耗

· 占空比

· 開關(guān)頻率

· 切換速度

· 散熱能力

· 熱阻抗和瞬變

關(guān)鍵是，我們不能簡(jiǎn)單地假設(shè)器件可以在開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器中安全地承載與 I C1或 I C2額定值或最大集電極電流與外殼溫度的關(guān)系圖中所示相同的電流。