【導讀】IGBT關(guān)斷損耗大,拖尾是嚴重制約高頻運用的攔路虎,有兩方面的原因導致出現這一問(wèn)題。本文將給出解決IGBT拖尾問(wèn)題的相應方法。
IGBT關(guān)斷損耗大,拖尾是嚴重制約高頻運用的攔路虎。這問(wèn)題由兩方面構成:
1)IGBT的主導器件—GTR的基區儲存電荷問(wèn)題。
2)柵寄生電阻和柵驅動(dòng)電荷;構成了RC延遲網(wǎng)絡(luò ),造成IGBT延遲開(kāi)和關(guān)。
這里首先討論原因一的解決方法。解決電路見(jiàn)圖1

圖1:解決電路
IGBT的GTR是利用基區N型半導體,在開(kāi)通時(shí);通過(guò)施加基極電流,使之轉成P型,將原來(lái)的PNP型阻擋區變?yōu)镻-P-P通路。為保證可靠導通;GTR是過(guò)度開(kāi)通的完全飽和模式。
所謂基區儲存效應造成的拖尾;是由于GTR過(guò)度飽和,基區N過(guò)度轉換成P型。在關(guān)斷時(shí);由于P型半導體需要復合成本征甚至N型,這一過(guò)程造成了器件的拖尾。

圖2:采用準飽和驅動(dòng)方式
該電路采用準飽和驅動(dòng)方式;讓IGBT工作在準飽和模式下。IGBT預進(jìn)入飽和;驅動(dòng)電壓就會(huì )被DC拉低;使之退出飽和狀態(tài);反之IGBT驅動(dòng)電壓上升,VCE下降;接近飽和。對于標準IGBT;這電路可以保證,IGBT的導通壓降基本維持在3.5V水平,即IGBT工作在準線(xiàn)性區。這樣IGBT的GTR的基極就不會(huì )被過(guò)驅動(dòng),在關(guān)斷時(shí);幾乎沒(méi)有復合過(guò)程。這樣器件的拖尾問(wèn)題就幾乎解決了!現在;唯一存在的問(wèn)題是IGBT的通態(tài)壓降略高。
這種方式已經(jīng)在邏輯IC里盛行?,F在的超高速邏輯電路都是這個(gè)結構,包括你電腦中的CPU!