一文了解IGBT的極限值

IGBT極限值

在文件數(shù)據(jù)表中，按照IGBT 模塊（IGBT，二極管，殼體，溫度傳感器等）的各個(gè)組成部分別給出它們的極限值。所有IGBT 和二極管的極限值都是在一個(gè)電路（分支）中給出的，它同電路（分支）含有多少晶體管模塊以及是否并連接IGBT 和二極管芯片的數(shù)量無(wú)關(guān)。

集電極-發(fā)射極電壓VCES它是當(dāng)柵極和發(fā)射極短路和芯片溫度Tj = 25°C 時(shí)，IGBT 芯片允許的最大集電極和發(fā)射極之間的電壓。由于擊穿電壓與溫度的關(guān)系，所以，最大集電極-發(fā)射極電壓隨溫度升高而下降。

在任何情況下，工作電源電壓VCC 和開(kāi)關(guān)過(guò)載電壓 VCE =Lσ·dic / dt 的電壓的總和都不允許超過(guò)VCES（Lσ：換流電路中的寄生電感總和）

集電極直流電流 IC

它是芯片溫度達(dá)到最高允許溫度時(shí)，集電極允許的最大直流電流。條件參數(shù)：對(duì)無(wú)底板模塊，殼體溫度TC = 25°C /80°C。對(duì)可焊接在PCB 板上的模塊（SEMITOP）并在PCB 最高溫度時(shí)，散熱片溫度Ts =25 °C /70 °C。芯片溫度Tj = Tj（max）。

對(duì)有底板的IGBT模塊 IC是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Tc)/Rth(j-c)。 對(duì)于無(wú)底板的模塊是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Ts)/Rth(j-s)。 因?yàn)镮C 是靜態(tài)最大值，所以在實(shí)際應(yīng)用中不應(yīng)該達(dá)到這個(gè)參數(shù)值。 芯片電流ICnom

它是IGBT 芯片制造商給出的，該類型模塊的典型數(shù)據(jù)（集電極-直流電流，最大溫度限制在Tj（max）），對(duì)于多個(gè)芯片并聯(lián)的IGBT 模塊必須乘上一個(gè)芯片數(shù)量系數(shù)。

周期集電極電流的峰值ICRM

它是集電極終端允許的脈沖電流峰值。IGBT 生產(chǎn)商在數(shù)據(jù)文件上給出的ICRM是集電極電流的峰值（集電極脈沖電流，被Tj（max）限制），它們?cè)陔娐返目偤鸵艘圆⒙?lián)的IGBT 芯片數(shù)。此峰值同脈沖的寬度無(wú)關(guān)，即使芯片的溫度沒(méi)有達(dá)到極限，這個(gè)電流的峰值也必須遵守，因?yàn)槌^(guò)這個(gè)峰值會(huì)使芯片產(chǎn)生金屬化和過(guò)早老化。在許多數(shù)據(jù)文件表將ICRM寫(xiě)成2 × ICnom，因此，它相當(dāng)于以前的ICM極限值。

針對(duì)示例的的IGBT模塊芯片，ICRM =3 X Icnom。在給定工作點(diǎn)的高柵極電阻和較高的母線的電壓，關(guān)斷這么大的電流會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，并超過(guò)VCES。研究表明，當(dāng)在芯片最熱時(shí)周期關(guān)斷這么大電流，會(huì)使芯片提前退出飽和區(qū)，而產(chǎn)生很大的功耗

正是因?yàn)檫@個(gè)原因，除了特殊情況和采取了特殊措施（如減少母線電壓，主動(dòng)鉗位，很慢的關(guān)斷過(guò)程），這個(gè)峰值同它的前一代模塊在RBSOA 中一樣，為2 · ICnom值。在有些措施必須考慮到更高的功耗，這尤其是在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)時(shí)要注意的。

審核編輯：劉清