IGBT/功率器件
IGBT关断过程中,集-射极电压变化率duce/dt通过密勒电容CGC反馈到栅极。根据式(1),会形成位移电流iGC。在电压UCE缓慢上升时,栅极电压处于密勒平台,这个位移电流最初保持稳定并有助于维持平台电压恒定。位移电流的幅值完全依赖于反馈电容CGC。反过来这也会受到IGBT内部的氧化层等效电容和电流控制等效结电容的影响。IGBT关断的电流lC越大,电容CGC也就越大。这是由于IGBT内部空间电荷区的结构造成的,该结构由结电容组成。因此,被关断的集电极电流IC越大,产生的位移电流iGC就越大,这也就容易理解了。当半导体并联连接时,这种正反馈可能引发振荡。表1给出了影响IGBT关断振荡的参数。
因此,IGBT和IGBT模块制造商在研发阶段就测试其振荡特性,并采取应对措施。这些措施包括:
如果可行,调整内部栅极电阻;
筛选低密勒电容CGC和高栅-射极电容CGE的IGBT;
考虑到半导体芯片并联的同时优化模块内部布局;
并联连接时优化IGBT模块外部连接布局。
图1给出了模块内部布局优化前后的实验结果对比。
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