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IGBT的工作原理和工作特性
[正文]:igbt 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给 pnp 晶体管提供基极电流，使 igbt 导通。
反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使 igbt 关断。
igbt 的驱动方法和 mosfet 基本相同，只需控制输入极 n 一沟道 mosfet ，所以具有高输入阻抗特性。
当 mosfet 的沟道形成后，从 p+ 基极注入到 n 一层的空穴（少子），对 n 一层进行电导调制，减小 n 一层的电阻，使 igbt 在高电压 时，也具有低的通态电压。
igbt 的工作特性包括静态和动态两类： 1 ．静态特性 igbt 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和 开关特性。
igbt 的伏安特性是指以栅源电压 ugs 为参变量时，漏极电流与 栅极电压之间的关系曲线。
输出漏极电流比受栅源电压 ugs 的控 制， ugs 越高， id 越大。
它与 gtr 的输出特性相似．也可分为饱和 区 1 、放大区 2 和击穿特性 3 部分。
在截止状态下的 igbt ，正向电 压由 j2 结承担，反向电压由 j1 结承担。
如果无 n+ 缓冲区，则正反 向阻断电压可以做到同样水平，加入 n+ 缓冲区后，反向关断电压只 能达到几十伏水平，因此限制了 igbt 的某些应用范围。
igbt 的转移特性是指输出漏极电流 id 与栅源电压 ugs 之间的 关系曲线。
它与 mosfet 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电 压 ugs(th) 时， igbt 处于关断状态。
在 igbt 导通后的大部分漏极电 流范围内， id 与 ugs 呈线性关系。
最高栅源电压受最大漏极电流限 制，其最佳值一般取为 15v 左右。
igbt 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。
igbt 处于导通态时，由于它的 pnp 晶体管为宽基区晶体管，所以其 b 值 极低。
尽管等效电路为达林顿结构，但流过 mosfet 的电流成为 igbt 总电流的主要部分。
此时，通态电压 uds(on) 可用下式表示 uds(on) ＝ uj1 ＋ udr ＋ idroh （ 2 － 14 ） 式中 uj1 —— ji 结的正向电压，其值为 0.7 ～ iv ； udr ——扩展电阻 rdr 上的压降； roh ——沟道电阻。
通态电流 ids 可用下式表示： ids=(1+bpnp)imos (2 － 15 ） 式中 imos ——流过 mosfet 的电流。
由于 n+ 区存在电导调制效应，所以 igbt 的通态压降小，耐压 1000v 的 igbt 通态压降为 2 ～ 3v 。
igbt 处于断态时，只有很小的泄漏电流存在。
2 ．动态特性 igbt 在开通过程中，大部分时间是作为 mosfet 来运行的，只是在漏源电压 uds 下降过程后期， pnp 晶体 管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。
td(on) 为开通延迟时间， tri 为电流上升时间。
实际应用中常给出的漏极电流开通时间 ton 即为 td (on) tri 之和。
漏源电压的下降时间由 tfe1 和 tfe2 组成。
igbt 在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。
因为 mosfet 关断后， pnp 晶体管的存储电荷难以迅速消除，造成漏极电流较长的尾部时间， td(off) 为关断延迟时间， trv 为电压 uds(f) 的上升时间。
实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间 tf 由图 2 － 59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成，而漏极电流的关断时间 t(off)=td(off)+trv 十 t(f) （ 2 － 16 ） 式中， td(off) 与 trv 之和又称为存储时间。
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