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《IGBT关断瞬态电压尖峰影响及抑制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、材料与器件MaterialsandDevicesDOI:103969/jissn1003-353x201107002IGBT关断瞬态电压尖峰影响及抑制汪波,胡安,陈明,唐勇(海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室,武汉430033)摘要:绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种性能优良的全控型电力电子器件,由于线路和器件内部分布电感的存在,关断时集电极电流的快速变化会感应产生
2、一个较大的电压尖峰从而引起过电压击穿。分析了栅极结电容放电时间常数和拖尾电流对电压尖峰的影响,通过改变栅极驱动电阻和温度可以抑制电压尖峰。分析了电压尖峰引起过压击穿的失效机理以及失效模式,表明IGBT过压击穿引起失效的本质仍然是结温过高引起的热击穿失效。关键词:绝缘栅双极晶体管;关断瞬态;电压尖峰;栅极电阻;失效机理中图分类号:TN3228文献标识码:A文章编号:1003-353X(2011)07-0501-04InfluenceandSuppressionofVoltageSpikeinTurnoffTra
3、nsientofIGBTWangBo,HuAn,ChenMing,TangYong(NationalKeyLaboratoryforVesselIntegratedPowerSystemTechnology,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Theinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)isapreferredswitchingpowerelectronicsdevice.Asdistributingparame
4、tersofcircuitanddevicepresentinduction,collectorcurrentrapiddropinturnofftransientcaninduceahighvoltagespiketobringovervoltagebreakdown.Theinfluenceofgatejunctioncapacitancedischargetimeconstantandcurrenttailonvoltagespikewasanalyzed.Thevoltagespikewascontrolle
5、dbychanginggateresistanceandjunctiontemperature.Failuremechanismandmodeofovervoltagebreakdownarousedbyvoltagespikewerealsoanalyzed.TheconclusionshowsthatfailuremechanismofovervoltagebreakdownforIGBTisessentiallythermalbreakdownfailurearousedbyjunctiontemperatur
6、e.Keywords:insulatedgatebipolartransistor(IGBT);turnofftransien;tvoltagespike;gateresistance;failuremechanismEEACC:2560J仅应用于电力系统,而且也广泛应用于一般工业、0引言交通运输、通信系统、计算机系统和新能源系统等绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种综合了功领域。率场效应晶体管(MOSFET)和双极型晶体管在电力电子装置中,由于线路和器件内部分布(BJT)结构的复合器件,并且同时吸收了二者的杂散电感的
7、存在,关断瞬态时IGBT集电极电流快[1]优点,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动功速下降到零,与之并接的反向恢复二极管逆向恢复率小、饱和压降低、控制电路简单、承受电流大等时会产生一个较高的开关浪涌电压,叠加在母线电特性,在各种电力电子变换装置中得到了广泛的应压上,若电压尖峰过大就会发生过电压击穿,因此用。自1986年投入市场后,IGBT迅速扩展应用领抑制关断瞬态时的电压尖峰对提高器件和系统的可域,成为中、大功率电力电子装置的主导器件,不靠性具有重要的意义。由于关断瞬态时电压尖峰与基金项目:国家自然科学基金重点项目(507
8、37004)电流的下降速率di/dt有关,而电流的下降速率主July2011SemiconductorTechnologyVol36No7501汪波等:IGBT关断瞬态电压尖峰影响及抑制要与关断时间有关,因此可以通过改变栅极驱动电断时产生的感应电压尖峰叠加在母线电压上可能超阻来改变关断时间;另外,随着IG
