IGBT 系统设计详解

　　IGBT，中文名字为绝缘栅双极型晶体管，它是由MOSFET（输入级）和PNP晶体管（输出级）复合而成的一种器件，既有MOSFET器件驱动功 率小和开关速度快的特点（控制和响应），又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点（功率级较为耐用），频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常 工作于几十kHz频率范围内。

　　理想等效电路与实际等效电路如图所示：

　　

　　IGBT 的静态特性一般用不到，暂时不用考虑，重点考虑动态特性（开关特性）。

　　动态特性的简易过程可从下面的表格和图形中获取：

　　

　　IGBT的开通过程

　　IGBT 在开通过程中，分为几段时间

　　1.与MOSFET类似的开通过程，也是分为三段的充电时间

　　2.只是在漏源DS电压下降过程后期，PNP晶体管由放大区至饱和过程中增加了一段延迟时间。

　　在上面的表格中，定义了了：开通时间Ton，上升时间Tr和Tr.i

　　除了这两个时间以外，还有一个时间为开通延迟时间td.on:td.on=Ton-Tr.i

　　IGBT在关断过程

　　IGBT在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。

　　第一段是按照MOS管关断的特性的

　　第二段是在MOSFET关断后，PNP晶体管上存储的电荷难以迅速释放，造成漏极电流较长的尾部时间。

　　在上面的表格中，定义了了：关断时间Toff，下降时间Tf和Tf.i

　　除了表格中以外，还定义trv为DS端电压的上升时间和关断延迟时间td（off）。

　　漏极电流的下降时间Tf由图中的t（f1）和t（f2）两段组成，而总的关断时间可以称为toff=td（off）+trv十t（f），td（off）+trv之和又称为存储时间。

　　从下面图中可看出详细的栅极电流和栅极电压，CE电流和CE电压的关系：

　　

　　从另外一张图中细看MOS管与IGBT管栅极特性可能更有一个清楚的概念：

　　开启过程

　　

　　关断过程