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電路設計技巧：如何解決IGBT拖尾問題？

發布時間：2014-12-05 責任編輯：xueqi

【導讀】IGBT關斷損耗大，拖尾是嚴重製約高頻運用的攔路虎，有兩方麵的原因導致出現這一問題。本文將給出解決IGBT拖尾問題的相應方法。

IGBT關斷損耗大，拖尾是嚴重製約高頻運用的攔路虎。這問題由兩方麵構成：

1）IGBT的主導器件—GTR的基區儲存電荷問題。

2）柵寄生電阻和柵驅動電荷；構成了RC延遲網絡，造成IGBT延遲開和關。

這裏首先討論原因一的解決方法。解決電路見圖1

圖1：解決電路

IGBT的GTR是利用基區N型半導體，在開通時；通過施加基極電流，使之轉成P型，將原來的PNP型阻擋區變為P-P-P通路。為保證可靠導通；GTR是過度開通的完全飽和模式。

所謂基區儲存效應造成的拖尾；是由於GTR過度飽和，基區N過度轉換成P型。在關斷時；由於P型半導體需要複合成本征甚至N型，這一過程造成了器件的拖尾。

圖2：采用準飽和驅動方式

該電路采用準飽和驅動方式；讓IGBT工作在準飽和模式下。IGBT預進入飽和；驅動電壓就會被DC拉低；使之退出飽和狀態；反之IGBT驅動電壓上升，VCE下降；接近飽和。對於標準IGBT；這電路可以保證，IGBT的導通壓降基本維持在3.5V水平，即IGBT工作在準線性區。這樣IGBT的GTR的基極就不會被過驅動，在關斷時；幾乎沒有複合過程。這樣器件的拖尾問題就幾乎解決了！現在；唯一存在的問題是IGBT的通態壓降略高。

這種方式已經在邏輯IC裏盛行。現在的超高速邏輯電路都是這個結構，包括你電腦中的CPU！

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