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電路設(shè)計(jì)技巧:如何解決IGBT拖尾問(wèn)題?

發(fā)布時(shí)間:2014-12-05 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】IGBT關(guān)斷損耗大,拖尾是嚴(yán)重制約高頻運(yùn)用的攔路虎,有兩方面的原因?qū)е鲁霈F(xiàn)這一問(wèn)題。本文將給出解決IGBT拖尾問(wèn)題的相應(yīng)方法。
 
IGBT關(guān)斷損耗大,拖尾是嚴(yán)重制約高頻運(yùn)用的攔路虎。這問(wèn)題由兩方面構(gòu)成:
 
1)IGBT的主導(dǎo)器件—GTR的基區(qū)儲(chǔ)存電荷問(wèn)題。
 
2)柵寄生電阻和柵驅(qū)動(dòng)電荷;構(gòu)成了RC延遲網(wǎng)絡(luò),造成IGBT延遲開(kāi)和關(guān)。
 
這里首先討論原因一的解決方法。解決電路見(jiàn)圖1
 
  
圖1:解決電路
 
IGBT的GTR是利用基區(qū)N型半導(dǎo)體,在開(kāi)通時(shí);通過(guò)施加基極電流,使之轉(zhuǎn)成P型,將原來(lái)的PNP型阻擋區(qū)變?yōu)镻-P-P通路。為保證可靠導(dǎo)通;GTR是過(guò)度開(kāi)通的完全飽和模式。
 
所謂基區(qū)儲(chǔ)存效應(yīng)造成的拖尾;是由于GTR過(guò)度飽和,基區(qū)N過(guò)度轉(zhuǎn)換成P型。在關(guān)斷時(shí);由于P型半導(dǎo)體需要復(fù)合成本征甚至N型,這一過(guò)程造成了器件的拖尾。
 
圖2:采用準(zhǔn)飽和驅(qū)動(dòng)方式
 
該電路采用準(zhǔn)飽和驅(qū)動(dòng)方式;讓IGBT工作在準(zhǔn)飽和模式下。IGBT預(yù)進(jìn)入飽和;驅(qū)動(dòng)電壓就會(huì)被DC拉低;使之退出飽和狀態(tài);反之IGBT驅(qū)動(dòng)電壓上升,VCE下降;接近飽和。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)IGBT;這電路可以保證,IGBT的導(dǎo)通壓降基本維持在3.5V水平,即IGBT工作在準(zhǔn)線性區(qū)。這樣IGBT的GTR的基極就不會(huì)被過(guò)驅(qū)動(dòng),在關(guān)斷時(shí);幾乎沒(méi)有復(fù)合過(guò)程。這樣器件的拖尾問(wèn)題就幾乎解決了!現(xiàn)在;唯一存在的問(wèn)題是IGBT的通態(tài)壓降略高。
 
這種方式已經(jīng)在邏輯IC里盛行?,F(xiàn)在的超高速邏輯電路都是這個(gè)結(jié)構(gòu),包括你電腦中的CPU!
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