igbt模块之阻断与闩锁

2021-05-28

当集电极被提升1个反方向电压时,J1便会遭受反方向偏压控制,耗尽层则会向N-区扩展。因太多地降低这个层面的厚度,将不能获得1个有效的阻断能力,因此,这一机制极为重要。另一方面,倘若过大地提升这一区域尺寸,便会连续地提高压降。第二点清晰地表明了NPT器件的压降比等效(IC和速度一样)PT器件的压降高的原因。

当栅极和发射极短路并在集电极端子提升1个正电压时,P/NJ3结受反方向电压控制。这时,依然是由N漂移区中的耗尽层承担外界提升的电压。

igbt模块在集电极与发射极间有个寄生PNPN晶闸管,如图1所示。在一定条件下,这类寄生器件会导通。这类情况会使集电极与发射极间的电流量增加,对等效MOSFET的控制能力减少,一般也会造成器件击穿情况。晶闸管导通情况被称作igbt模块闩锁,具体地说,这类缺点的因素互不相同,与器件的情况有密切相关。一般情况下,静态和动态闩锁有下列主要差异:

当晶闸管整个导通时,静态闩锁出現。只在断开时才会出現动态闩锁。这个特殊情况严重地限定了安全操作区。为避免寄生NPN和PNP晶体管的有害情况,必须实行下列对策:避免NPN部分接通,分别更改布局和掺杂级别。减少NPN和PNP晶体管的总电流增益。另外,闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响,所以,它与结温的关系也十分紧密;在结温和增益提升 的情况下,P基区的电阻率会上升,影响了整体特性。所以,器件生产商必须留意将集电极最大电流值与闩锁电流间维持一定的比例,一般比例为1:5。

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