IGBT 系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳解

　　IGBT，中文名字為絕緣柵雙極型晶體管，它是由MOSFET（輸入級）和PNP晶體管（輸出級）復(fù)合而成的一種器件，既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功 率小和開關(guān)速度快的特點(diǎn)（控制和響應(yīng)），又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)（功率級較為耐用），頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常 工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)。

　　理想等效電路與實(shí)際等效電路如圖所示：

　　IGBT 的靜態(tài)特性一般用不到，暫時(shí)不用考慮，重點(diǎn)考慮動(dòng)態(tài)特性（開關(guān)特性）。

　　動(dòng)態(tài)特性的簡易過程可從下面的表格和圖形中獲?。?/p>

　　IGBT的開通過程

　　IGBT 在開通過程中，分為幾段時(shí)間

　　1.與MOSFET類似的開通過程，也是分為三段的充電時(shí)間

　　2.只是在漏源DS電壓下降過程后期，PNP晶體管由放大區(qū)至飽和過程中增加了一段延遲時(shí)間。

　　在上面的表格中，定義了了：開通時(shí)間Ton，上升時(shí)間Tr和Tr.i

　　除了這兩個(gè)時(shí)間以外，還有一個(gè)時(shí)間為開通延遲時(shí)間td.on:td.on=Ton-Tr.i

　　IGBT在關(guān)斷過程

　　IGBT在關(guān)斷過程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍?/p>

　　第一段是按照MOS管關(guān)斷的特性的

　　第二段是在MOSFET關(guān)斷后，PNP晶體管上存儲的電荷難以迅速釋放，造成漏極電流較長的尾部時(shí)間。

　　在上面的表格中，定義了了：關(guān)斷時(shí)間Toff，下降時(shí)間Tf和Tf.i

　　除了表格中以外，還定義trv為DS端電壓的上升時(shí)間和關(guān)斷延遲時(shí)間td（off）。

　　漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t（f1）和t（f2）兩段組成，而總的關(guān)斷時(shí)間可以稱為toff=td（off）+trv十t（f），td（off）+trv之和又稱為存儲時(shí)間。

　　從下面圖中可看出詳細(xì)的柵極電流和柵極電壓，CE電流和CE電壓的關(guān)系：

　　從另外一張圖中細(xì)看MOS管與IGBT管柵極特性可能更有一個(gè)清楚的概念：

　　開啟過程

　　關(guān)斷過程