IGBT管的正向阻斷及反向阻斷特性
2023-04-28IGBT 的靜態特性主要有伏安特性、轉移特性和開關特性。
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓 Ugs 為參變量時，漏極電流與柵極電玉之間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs的控制，Ugs 越高，Id越大。它與 GTR 的輸出特性相似，也可分為飽和區1、放大區2和擊穿特性 3 部分。在截止狀態下的 IGBT ，正向電壓由 J2 結承擔，反向電壓由J1結承拍。如果無 N+緩沖區，則正反向陰新電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區后，反向關斷電壓只能達到幾十伏水平，因此限制了IGBT 的某些應用范圍。
IGBT 的轉移特性是指輸出漏極電流 Id 與柵源電壓 Ugs 之間的關系曲線。它與 MOSFET 的轉移特性相同，當柵源電壓小于開啟電壓 Ugs(th)時， IGBT 處于關斷狀態。在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內，Id與Ugs呈線性關系。最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為15V左右。
IGBT 的開關特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關系。IGBT 處于導通態時，由于它的 PNP 晶體管為寬基區晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達林頓結構，但流過 MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的主要部分。此時，通態電壓 Uds(on)可用下式表示
Uds(on)=Uil +Udr+IdRoh
式中 Uj1 --JI結的正向電壓，其值為0.7~1V;Udr--擴展電阻 Rdr 上的壓降:Roh --溝道電阻。
通態申流 Ids 可用下式表示: Ids=(1+Bpnp)Imos
式中 Imos --流過 MOSFET 的電流。
由于 N+區存在申導調制效應，所以IGBT 的通態壓降小，耐壓 1000V的IGBT通態壓降為2~3V。IGBT處于斷態時，只有很小的泄漏電流存在。
當IGBT關斷時，由于熱能的作用，會產生一個很小的集-射極漏電流lCES。實際應用中的lCES通常達不到數據手冊中給出的數值。數據手冊給出的通常是IGBT模塊生產終測時設備所能檢測到的最小電流，而這個下限電流比實際的截止電流要高出幾個數量級。相應地，由UCES和lCES相乘而得到斷態損耗功率非常小。斷態損耗功率相比其他的損耗(通態及開關損耗)來說是可以忽略不計的。
