擎住效應，在IGBT內部寄生著一個N-PN+電晶體和作為主開關器件的P+N-P電晶體組成的寄生晶閘管。其中NPN電晶體的基極與發射極之間存在體區短路電阻，P形體區的橫向空穴電流會在該電阻上產生壓降，相當於對J3結施加一個正向偏壓，在額定集電極電流範圍內，這個偏壓很小，不足以使J3開通，然而一旦J3開通，柵極就會失去對集電極電流的控制作用，導致集電極電流增大，造成器件功耗過高而損壞。這種電流失控的現象，就像普通晶閘管被觸發以後，即使撤銷觸發信號晶閘管仍然因進入正反饋過程而維持導通的機理一樣，因此被稱為擎住效應或自鎖效應。
基本介紹
- 中文名：擎住效應
- 外文名：Self-locking effect
- 主要部件：寄生晶閘管
- 運用技術：慢關斷技術
- 出現原因：有2種
- 問題改善時間：自20世紀90年代中後期開始
英文名稱,原因,預防方法,
英文名稱
Self-locking effect
原因
除過大的ic可能產生擎住效應外，當IGBT處於截止狀態時，如果集電極電源電壓過高，使T1管漏電流過大，也可能在Rbr上產生過高的壓降，使T2導通而出現擎住效應。
可能出現擎住效應的第三個情況是：在關斷過程中，MOSFET的關斷十分迅速，MOSFET關斷後圖1(b)中三極體T2的J2結反偏電壓UBA增大，MOSFET關斷得越快，集電極電流ic減小得越快，則UCA=Es-R·ic增加得越快，duCA/dt越大，則J2結電容電流C2·duBA/dt≈C2·duCA/dt（C2為等效結電容）也越大。這個結電容電流經A點流過Rbr，又可能產生很大的壓降UAE，使T2導通，產生擎住效應，使IGBT的關斷失控。
引發擎住效應的原因，可能是集電極電流過大（靜態擎住效應），也可能是duce/dt過大（動態擎住效應），溫度升高也會加重發生擎住效應的危險。擎住效應曾經是限制IGBT電流容量進一步提高的主要因素之一，但經過多年的努力，自20世紀90年代中後期開始，這個問題已得到了極大的改善，促進了IGBT研究和製造水平的提高。
預防方法
為了防止這種關斷過程中出現擎住效應，一方面應在IGBT集電極C-發射極E兩端並聯接入一個電容，減小關斷時的duCE/dt，同時也可考慮增大圖1(b)中門極驅動電路的電阻RG，以適當減慢MOSFET的關斷過程，這種措施稱為慢關斷技術。
