2.6.2 IGBT的特性与主要参数

加油站 1——IGBT的伏安特性

IGBT的伏安特性是反映在一定的栅射极电压 U _GE 作用下，器件输出端电压 U _CE 与电流 I _C 的关系。

IGBT的伏安特性曲线可分为截止区、有源放大区、饱和区和击穿区，如图 2－43所示。在电力电子电路中，IGBT在正向阻断区和饱和区之间来回转换。

加油站 2——IGBT的转移特性

1）IGBT开通

U _GE ＞ U _{GE (th)} （开启电压，是IGBT实现电导调制而导通的最低栅射电压，一般为 3～6V）时，其输出电流 I _C 与驱动电压 U _GE 基本呈线性关系。

2）IGBT关断

U _GE ＜ U _{GE (th)} 时，IGBT关断。

IGBT的转移特性曲线如图 2－44所示。

加油站 3——IGBT的开关特性

IGBT的开关特性曲线如图 2－45所示。IGBT的开关时间是GTR开关时间的 1／10。

1）IGBT的开通过程

从正向阻断状态转换到正向导通的过程，称为IGBT的开通过程。

开通延迟时间 t _{d (on)} ：从 10％ U _GEM 到 10％ I _CM 所需时间。

电流上升时间 t _r ：I _C 从 10％ I _CM 上升至 90％ I _CM 所需时间。

开通时间 t _on ： t _on ＝ t _{d (on)} ＋ t _r 。

2）IGBT的关断过程

IGBT的关断过程是从正向导通状态转换到正向阻断状态的过程。

关断时间 t _off ： t _off ＝ t _{d (off)} ＋ t _f 。

关断延迟时间 t _{d (off)} ：从 U _GE 后沿下降到其幅值 90％的时刻起，到 I _C 下降至 90％ I _CM 所需的时间。

电流下降时间 t _f ： I _C 从 90％ I _CM 下降至 10％ I _CM 所需的时间。

电流下降时间又可分为 t _fr1 和 t _fr2 。 t _fr1 为IGBT内部的MOSFET的关断过程， I _C 下降较快； t _fr2 为IGBT内部的PNP晶体管的关断过程， I _C 下降较慢。

加油站 4——IGBT的主要参数

（1）最大集电极—射极间电压U _CEM ：IGBT在关断状态时集电极和发射极之间能承受的最高电压。（最高可达 4500V以上）

（2）通态压降（管压降）：IGBT在导通状态时集电极和发射极之间的管压降。与电力MOSFET相比，IGBT的通态压降小得多，1000V的IGBT有 2～ 5V的通态压降。

（3）集电极电流最大值 I _CM ：IGBT的 I _C 增大，可致器件发生擎住效应，此时为防止发生擎住效应，规定集电极电流最大值 I _CM 。

（4）最大集电极功耗 P _CM ：正常工作温度下允许的最大功耗。

指点迷津