電壓對關(guān)斷有什么影響？IGBT吸收電路如何優(yōu)化

以下內(nèi)容中，小編將對IGBT的相關(guān)內(nèi)容進行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進對IGBT的了解，和小編一起來看看吧。

一、電壓對關(guān)斷的影響

IGBT導(dǎo)通電流由基極電流IB(BJT)和集電極電流IC(BJT)兩部分構(gòu)成。即t<0時，電流表達式，如下式所示：

I=I0=IB+IC=IMOS+IC

當(dāng)IGBT開始關(guān)斷, 即t>0時，

I(t)=IC(t)+dQJ2(t)/dt

由上面兩個式子可知，在t=0+時刻，

I(0+) =I0；dQJ2(0+)/dt=IMOS

當(dāng)門極電壓為零后, 溝道電流迅速下降為零。由于基區(qū)過剩載流子復(fù)合的原因，I(t)不能迅速下降為零，這時，I(t)=IC(BJT)(t)。依據(jù)電荷控制原理

IC(BJT)(t) =Qp(t)/τtp(t)

其中, Qp(t)為n?區(qū)待復(fù)合的空穴電荷, τtp(t)為基

區(qū)空穴渡越時間。在大注入條件下

τtp(t)=[WB?xd(t)]2/4KADp

其中, WB為基區(qū)寬度, xd(t)為耗盡層寬度, KA=Ac=Ae, Ac和Ae分別為pnp晶體管集電區(qū)和發(fā)射區(qū)面積，Dp為基區(qū)空穴擴散系數(shù)。

在t=0時刻, J2結(jié)耗盡層寬度xd≈0，由上式可以得到電流

其中, Qp0為導(dǎo)通穩(wěn)態(tài)時基區(qū)空穴電荷.。當(dāng)關(guān)斷開始后，溝道電流迅速消失，IMOS→0，得到I1表達式

IC(BJT)=βIB(BJT) =βIMOS

其中, β為BJT電流放大系數(shù)，β=Ic/Ib。

可以推導(dǎo)出

耗盡層寬度的最大值xdm為

其中，VR為施加在耗盡層上的反偏電壓的大小，εs為半導(dǎo)體介電常數(shù)，Vbi為熱平衡狀態(tài)下內(nèi)建電勢差，Na為受主雜質(zhì)原子密度，Nd為施主雜質(zhì)原子密度。上式表明，耗盡層寬度隨施加反偏電壓的增大而增大，由于VR 與VCE成正比，即隨著VCE 的增大，J2結(jié)耗盡層寬度逐漸增大。ΔI 的大小與耗盡層寬度xdm 成反比, 所以, 隨著VCE的增大, ΔI變小，若保持導(dǎo)通電流I0不變，則I1增大。進而，關(guān)斷時間延長。因此，電流相同時，VCE越大，關(guān)斷時間越長。

二、IGBT吸收電路的設(shè)計和優(yōu)化

IGBT吸收電路是一種重要的電路設(shè)計，主要用于保護IGBT免受過電壓的損壞。在電路中，瞬態(tài)電壓抑制二極管、加速二極管和電感都是用來減小電壓尖峰和保護IGBT的關(guān)鍵組件。設(shè)計和優(yōu)化IGBT吸收電路需要考慮多個因素，包括工作頻率、最大電壓、峰值電流和IGBT的額定電流。通過合理的設(shè)計和優(yōu)化，可以生產(chǎn)出高性能、高效率、高可靠性的IGBT吸收電路，并且在實際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

設(shè)計一個完美的IGBT吸收電路需要考慮多個因素，包括工作頻率、最大電壓、峰值電流和IGBT的額定電流。通過對這些參數(shù)的優(yōu)化，可以制造出高性能、高效率、高可靠性的IGBT吸收電路。

1. 工作頻率：在選擇電感和電容時，需要考慮工作頻率。電容的選擇應(yīng)使其在工作頻率下可以容納所需要的電壓，并且應(yīng)能夠快速響應(yīng)。對于電感，應(yīng)使用低電阻、高飽和電流的材料，以確保其對高頻波形的響應(yīng)。

2. 最大電壓：要防止電路中出現(xiàn)過電壓，需要確保其工作電壓小于其額定電壓的峰值。此外，在選擇TVS二極管時，也需要考慮其反向擊穿電壓是否適當(dāng)。

3. 峰值電流：峰值電流是電路中IGBT開關(guān)時出現(xiàn)的最大電流。為了保護IGBT不受損壞，電路應(yīng)可承受這些峰值電流。

4. IGBT的額定電流：當(dāng)設(shè)計電路時，應(yīng)將IGBT的額定電流考慮在內(nèi)。超過額定電流可能導(dǎo)致IGBT和其他電子組件損壞。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)IGBT的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。