让IGBT更快的技巧探讨

祥云

IGBT关断损耗大;拖尾是严重制约高频运用的拦路虎。这问题由两方面构成：　　1)IGBT的主导器件—GTR的基区储存电荷问题。
　　2)栅寄生电阻和栅驱动电荷;构成了RC延迟网络，造成IGBT延迟开和关。
　　这里;首先讨论原因一的解决方法。解决电路见图(1)

　　图(1)

　　IGBT的GTR是利用基区N型半导体，在开通时;通过施加基极电流，使之转成P型，将原来的PNP型阻挡区变为P-P-P通路。为保证可靠导通;GTR是过度开通的完全饱和模式。
　　所谓基区储存效应造成的拖尾;是由于GTR过度饱和，基区N过度转换成P型。在关断时;由于P型半导体需要复合成本征甚至N型，这一过程造成了器件的拖尾。

　　图(2)

　　该电路采用准饱和驱动方式;让IGBT工作在准饱和模式下。IGBT预进入饱和;驱动电压就会被DC拉低;使之退出饱和状态;反之IGBT驱动电压上升，VCE下降;接近饱和。对于标准IGBT;这电路可以保证，IGBT的导通压降基本维持在3.5V水平，即IGBT工作在准线性区。这样IGBT的GTR的基极就不会被过驱动，在关断时;几乎没有复合过程。这样器件的拖尾问题就几乎解决了!现在;唯一存在的问题是IGBT的通态压降略高。
　　这种方式;已经在逻辑IC里盛行。现在的超高速逻辑电路都是这结构。