IGBT，中文名字為絕緣柵雙極型晶體管，它是由MOSFET（輸入級）和PNP晶體管（輸出級）復合而成的一種器件，既有MOSFET器件驅動功 率小和開關速度快的特點（控制和響應），又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點（EMCEMIESDDesign.html" target="_blank">功率級較為耐用），頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常 工作于幾十kHz頻率范圍內�！ ±硐氲刃�電路與實際等效電路如圖所示：
動態特性的簡易過程可從下面的表格和圖形中獲�。�
IGBT 在開通過程中，分為幾段時間 1.與MOSFET類似的開通過程，也是分為三段的充電時間 2.只是在漏源DS電壓下降過程后期，PNP晶體管由放大區至飽和過程中增加了一段延遲時間。 在上面的表格中，定義了了：開通時間Ton，上升時間Tr和Tr.i 除了這兩個時間以外，還有一個時間為開通延遲時間td.on:td.on=Ton-Tr.i IGBT在關斷過程 IGBT在關斷過程中，漏極電流的波形變為兩段。 第一段是按照MOS管關斷的特性的 第二段是在MOSFET關斷后，PNP晶體管上存儲的電荷難以迅速釋放，造成漏極電流較長的尾部時間。 在上面的表格中，定義了了：關斷時間Toff，下降時間Tf和Tf.i 除了表格中以外，還定義trv為DS端電壓的上升時間和關斷延遲時間td（off）。 漏極電流的下降時間Tf由圖中的t（f1）和t（f2）兩段組成，而總的關斷時間可以稱為toff=td（off）+trv十t（f），td（off）+trv之和又稱為存儲時間。 從下面圖中可看出詳細的柵極電流和柵極電壓，CE電流和CE電壓的關系：
開啟過程
C.CE 集電極-發射極電容 C.GC 門級-集電極電容（米勒電容）
Cres = CGC 反向電容 Coes = CGC + CCE 輸出電容 根據充電的詳細過程，可以下圖所示的過程進行分析
第2階段：柵極電流對Cge和Cgc電容充電，IGBT的開始開啟的過程了，集電極電流開始增加，達到最大負載電流電流IC，由于存在二極管的反向恢復電流，因此這個過程與MOS管的過程略有不同，同時柵極電壓也達到了米勒平臺電壓。 第3階段：柵極電流對Cge和Cgc電容充電，這個時候VGE是完全不變的，值得我們注意的是Vce的變化非常快。 第4階段：柵極電流對Cge和Cgc電容充電，隨著Vce緩慢變化成穩態電壓，米勒電容也隨著電壓的減小而增大。Vge仍舊維持在米勒平臺上。 第5階段：這個時候柵極電流繼續對Cge充電，Vge電壓開始上升，整個IGBT完全打開。 我的一個同事在做這個將整個過程等效為一階過程。 如果以這個電路作為驅動電路的話：
驅動的等效電路可以表示為：
這么算的話，就等于用指數曲線，代替了整個上升過程，結果與等效的過程還是有些差距的。 不過由于C.GE，C.CE，C.GC是變化的，而且電容兩端的電壓時刻在變化，我們無法完全整理出一條思路來。 很多供應商都是推薦使用Qg來做運算，計算方法也可以整理出來，唯一的變化在于Qg是在一定條件下測定的，我們并不知道這種做法的容差是多少。
因此如果有人要核算整個柵極控制時序和時間，利用電容充電的辦法大致給出一個很粗略的結果是可以的，如果要精確的，算不出來。 對于門級電阻來說，每次開關都屬于瞬態功耗，可以使用以前介紹過的電阻的瞬態功率進行驗算吧。 電阻抗脈沖能力 我們選電阻的大小是為了提供足夠的電流，也是為了足夠自身散熱情況。 前級的三極管，這個三極管的速度要非�？欤駝t如果進入飽和的時間不夠短，在充電的時候將可能有鉗制作用，因此我對于這個電路的看法是一定要做測試�？蛰d的和帶負載的，可能情況有很大的差異。 柵極驅動的改進歷程和辦法（針對米勒平臺關斷特性）
柵極電阻：其目的是改善控制脈沖上升沿和下降沿的斜率，并且防止寄生電感與電容振蕩，限制IGBT集電極電壓的尖脈沖值。 柵極電阻值小——充放電較快，能減小開關時間和開關損耗，增強工作的耐固性，避免帶來因dv/dt的誤導通。缺點是電路中存在雜散電感在IGBT上產生大的電壓尖峰，使得柵極承受噪聲能力小，易產生寄生振蕩。 柵極電阻值大——充放電較慢，開關時間和開關損耗增大。
柵極參數對電路的影響 IGBT內部的續流二極管的開關特性也受柵極電阻的影響，并也會限制我們選取柵極阻抗的最小值。IGBT的導通開關速度實質上只能與所用續流二極管反向恢 復特性相兼容的水平。柵極電阻的減小不僅增大了IGBT的過電壓應力，而且由于IGBT模塊中di/dt的增大，也增大了續流二極管的過壓極限。
柵極電阻與關斷變化圖 柵極驅動的印刷電路板布線需要非常注意，核心問題是降低寄生電感，對防止潛在的振蕩，柵極電壓上升速率，噪音損耗的降低，降低柵極電壓的需求或減小柵極保護電路的效率有較大的影響。
因此將驅動至柵極的引線加粗，將之間的寄生電感減至最低�？刂瓢迮c柵極驅動電路需要防止功率電路和控制電路之間的電感耦合。
柵極保護 為了保險起見，可采用TVS等柵極箝位保護電路，考慮放置于靠近IGBT模塊的柵極和發射極控制端子附近。IGBT基礎與運用-2 中英飛凌的電路比較典型。 耦合干擾與噪聲 IGBT的開關會使用相互電位改變，PCB板的連線之間彼此不宜太近，過高的dv/dt會由寄生電容產生耦合噪聲。要減少器件之間的寄生電容，避免產生耦合噪聲。
死區時間（空載時間）設置 在控制中，人為加入上下橋臂同時關斷時間，以保證驅動的安全性。死區時間大，模塊工作更加可靠，但會帶來輸出波形的失真及降低輸出效率。死區時間小，輸出波形要好一些，只是會降低可靠性，一般為us級，典型數值在3us以上。
IGBT柵極引起的問題列表（紅色部分圈注的）：
文章來源：OFweek電子工程網 其它內容參見：IGBT 系統設計攻略 |
