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IGBT的開關時間說明 IGBT的開關過程主要是由柵極電壓VGE控制的,，由于柵極和發(fā)射極之間存在著寄生電容艮，因此IGBT的開通與關斷就相當于對CGE進行充電與放電,。假設IGBT初始狀態(tài)為關斷狀態(tài),，即VGE為負壓VGC-，后級輸出為阻感性負載,，帶有續(xù)流二極管,。  圖1 IGBT開關時間示意圖
表1中列出了IGBT開關時間的定義，之后是對IGBT開關各個階段的具體介紹,。 表1 IGBT開關時間定義
開通時間還可以分為兩個部分：開通延遲時間td（on）與上升時間tr,，在此時間內IGBT主要工作在主動區(qū)域。 當柵極和發(fā)射極之向被加上一個階躍式的正向驅動電壓后,，便對CGE開始充電,，VGE開始上升，上升過程的時間常數由CGE和柵極驅動網路的電阻所決定,，一旦’VGE達到開啟電壓VGE（th）后,，集電極電流Ic則開始上升。從VGE上升至VGE(th）開始,，到IC上升至負載電流IL的10%為止,，這段時間被定義為開通延遲時間td（on）。此后,，集電極電流Ic持續(xù)上升,，到Ic上升至負載電流IL的90%的時候，這段時間稱為上升時間tr,。開通延遲時間td（on）與上升時間tr之和被為開通時間ton,。在整個開通時間內，可以看出電流逐漸上升而集電極—發(fā)射極之間的壓降仍然十分可觀,，因此主要的開通損耗產生于這一時間內,。 2．IGBT導通 IGBT導通時，主要工作在飽和區(qū)域,。 IGBT開通后,，集電極電流Ic仍然會繼續(xù)上彝，并產生一個開通電流峰值,，這個峰值是由阻感性負載及續(xù)流二極管共同產生的,，峰值電流過大可能會損耗IGBT。Ic在達到峰值之后會逐步下降至負載電流Ic的水平,，與此同時,，VCE也下降至飽和壓降水平,，ICBT進入相對穩(wěn)定的導通階段,。在這個階段中的主要參數是由負載確定的通態(tài)電流IL以及一個較低的飽和壓降VCEsat，可以看出,，工作在飽和區(qū)的IGBT的損耗并不是特別大,。 3．關斷時間toff 同開通時間ton一樣，關斷時間toff也可以分為兩段：關斷延遲時間td（off）,，以及下降時間tf,。 當柵極和發(fā)射極之間的正向電壓被突然撤銷并同時被加上一個負壓后，VCE便開始下降,。下降過程的時間常數仍然由輸入電容CGE和柵極驅動回路的電阻所決定,。同時,，VCE開始上升。但只要VCE小于VCC,，則續(xù)流二極管處于截止狀態(tài)且不能接續(xù)電流,。所以，IGBT的集電極電流Ic在此期間并沒有明顯的下降,。因此,，從柵極—發(fā)射極電壓VCE降落到其開通值的90%開始，直到集電極電流下降至負載電流的90%為止,；這一段時間被定義為關斷延遲時間td（off）,。 一旦上升的IGBT的集電極—發(fā)射極電壓超過工作電壓VCC時，續(xù)流二極管便處于正向偏置的狀態(tài)下,，負載電流便可以換流至續(xù)流二極管,，集電極電流也因此下降口從集電極電流IC由負載電流k的90%下降至10%之間的時間稱為下降時間tf。從圖1中可以看出,，在IC下降的同時,，VCE會產生一個大大超過工作電壓Vcc的峰值，這主要是由負載電感引起的,，其幅度與IGBT的關斷速度呈線性關系,。峰值電籮過高可能會造成IGBT的損壞。 關斷延遲時間,，與下降時間tf 之和稱為關斷時間toff,。 4．拖尾時間、拖尾電流 相比于MOSFET,，IGBT采用一種新的方式降低了通態(tài)損耗,，但是這一設計同時引發(fā)了拖尾電流It，拖尾電流持續(xù)衰減至關斷狀態(tài)漏電流的時間稱為拖尾時間tt,，拖尾電流嚴重的影響了關斷損耗,，因為在這段時間里，VCE已經上升至工作電壓VCC以上,。拖尾電流的產生也告訴我們,，即使在柵極給出了關斷信號，IGBT也不能及時的完全關斷,，這是值得注意的,，在設計驅動時要保證兩個橋臂的驅動波形有足夠的死區(qū)。
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