电路设计技巧：如何解决IGBT拖尾问题？

IGBT关断损耗大，拖尾是严重制约高频运用的拦路虎，有两方面的原因导致出现这一问题。本文将给出解决IGBT拖尾问题的相应方法。

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：解决电路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：采用准饱和驱动方式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个结构，包括你电脑中的CPU！