
IGBT各世代的技术差异回顾功率器件过去几十年的发展,1950-60年代双极型器件SCR,GTR,GTO,该时段的产品通态电阻很小;电流控制,控制电路复杂且功耗大;1970年代单极型器件VD-MOSFET。但随着终端应用的需求,需要一种新功率器件能同时满足:驱动电路简单,以降低成本与开关功耗、通态压降较低,以减小器件自身的功耗。1980年代初,试图把MOS与BJT技术集成起来的研究,导致了IGBT的发明。1985年前后美国GE成功试制工业样品(可惜后来放弃)。自此以后,IGBT主要经历了6代技术及工艺改进。
根据数据表中标示的IGBT的寄生电容,可以分析dV/dt引起的寄生导通现象。可能的寄生导通现象,是由集电极-栅极和栅极-发射极之间的固有容性分压器引起的(请参见图9)。考虑到集电极-发射极上的较高瞬态电压,这个固有的容性分压器比受限于寄生电感的外接栅极驱动电路快得多。因此,即使栅极驱动器关断了IGBT,即,在零栅极-发射极电压状态下,瞬态集电极-发射极电压也会引起与驱动电压不相等的栅极-发射极电压。忽略栅极驱动电路的影响,可以利用以下等式,计算出栅极-发射极电压:因此,商数Cres/Cies应当尽可能低,以避免dV/dt引起寄生导通现象(商数约为35,请参见图12)。此外,输入电容应当尽可能低,以避免栅极驱动损耗。图12IGBT的寄生电容(摘自数据表)数据表中给出的寄生电容是在恒定的25V集电极-发射极电压条件下的值(请参见图12)。栅极-发射极电容约为该恒定集电极-发射极电压条件下的值(等式(9))。反向传递电容严重依赖于集电极-发射极电压,可以利用等式(10)估算得到(请参见图13):图13利用等式(9)和(10)计算得到的不同集电极-发射极电压条件下的输入和反向传递电容近似值所以,防止dV/dt引起的寄生导通现象的稳定性。
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