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绝缘栅双极型晶体管擎住效应和安全作业区

2017-03-28 17:00分类:电子元器件 阅读:

 

.擎住效应

如前所述,在IGBT管内存在一个由两个晶体管构成的寄生晶闸管,一同P基区内存在一个别区电阻Rbr,跨接在N+PN晶体管的基极与发射极之间,P基区的横向空穴电流会在其上发作压降,在J3结上构成一个正向偏置电压。若IGBT的集电极电流IC大到必定程度,这个Rbr上的电压足以使N+PN晶体管注册,经过连锁反响,可使寄生晶闸管导通,然后IGBT栅极对器材失掉操控,这便是所谓的擎住效应。它将使IGBT集电极电流增大,发作过高功耗致使器材损坏。

擎住景象有静态与动态之分。静态擎住指通态集电极电流大于某临界值ICM后发作的擎住景象,对此规矩有IGBT最大集电极电流ICM的绑缚。动态擎住景象是指关断进程中发作的擎住景象。IGBT关断时,MOSFET结构有些关断速度很快,J2结的反压活络树立,反压树立速度与IGBT所受重加dUCE/dt巨细有关。dUCE/dt越大,J2结反压树立越快,关断越活络,但在J2结上致使的位移电流CJ2·dUCE/dt)也越大。此位移电流流过体区电阻Rbr时可发作足以使N+PN管导通的正向偏置电压,使寄生晶闸管注册,即发作动态擎住景象。由于动态擎住时所容许的集电极电流比静态擎住时小,故器材的ICM应按动态擎居处容许的数值来挑选。为了防止发作擎住景象,运用中应确保集电极电流不跨过ICM,或许增大栅极电阻RG以减缓IGBT的关断速度,减小重加dUCE/dt值。总归,运用中有必要防止发作擎住效应,以确保器材的安全。

.安全作业区

注册与关断时,均具有较宽的安全作业区。IGBT注册时对应正向偏置安全作业区(FBSOA),如图1a)所示。它是由防止动态擎住而断定的最大集电极电流ICM、器材内P+NP晶体管击穿电压断定的最大容许集射电极电压UCE0、以及最大容许功耗线所框成。值得指出的是,由于丰满导通后集电极电流IC与集射极间电压UCE无关,其巨细由栅极电压UG挑选(图1-31a)),故可经过操控UG来操控IC,进而防止擎住效应发作,因而还可断定出与最大集电极电流ICM相应的最大栅极电压UGM这个参数。

FBSOA b RBSOA

1 IGBT的安全作业区

关断时所对应的为反向偏置安全作业区(RBSOA),如图1b)所示。它是跟着关断时的重加电压上升率dUCE/dt改动,dUCE/dt越大,越易发作动态擎住效应,安全作业区越小。通常能够经过挑选恰当栅极电压UG和栅极驱动电阻RG来操控dUCE/dt,防止擎住效应,拓宽安全作业区。

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