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IGBT的擎住效应

2014-04-15 13:28阅读:
如图2.5.2所示的IGBT的等效电路可见,IGBT内部存在一个寄生三极管T3。和一个阻值很小的体区电阻Rb,当IGBT导通时,体区电阻Rb上就会产生—定的电压降,为寄生
三极管T3提供一个正向偏置电压。在规定的集电极电流范围内,这个正向偏置电压很低,不会使寄生三极管T3导通,因此,T3的存在对IGBT的工作没有影响。但当集电极电流Ic因某种原因大到一定程度时,体区电阻R b上的电压就会增大到能使寄生三极管T3导通的程度。T3的导通将与输出级三极管T2形成正反馈环,即T3的导通将使T2导通得更充分,导通电流增大,而T2导通电流的增大,又使体区电阻Rb的电压上升,T3的导通能力增强。于是,这个正反馈过程使T3将很快进入饱和状态.并且与T2形成导通自锁,使栅极失去控制作构,输出级三极管
T3无法自行关断,这就是所谓的擎住效应。IGBT发生擎住效应后,IGBT将无法自行关断,极易造成器件的损坏。
引发擎住效应的主要原因一是由于电路中的某些外来因素造成Ic超出了规定的集电极电流范围,导致体区电阻Rb上电压过高;二是IGBT在截止过程中,由于IGBT内部的MOSFETT1截止速度很快,会造成IGBT的集电极电压的上升变化率duc/dt过大,此电压上升变化率ducdt通过IGBT输出级三极管T2的极间电容形成冲激电流,也可能导致体区电阻Rb上电压过高,引发擎住效应。
为了防止IGBT在截止过程中集电极电压的上升变化率ducdt过大,可考虑在IGBT的栅极上串入一个适当的电阻,以适当减慢其T1管的关断过程,这称为慢关断技术。也可在IGBT的集电极与发射极两端并联RC吸收电路,以限制集电极电压的上升变化率ducdt

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