一文了解IGBT的极限值

IGBT极限值

在文件数据表中，按照IGBT 模块（IGBT，二极管，壳体，温度传感器等）的各个组成部分别给出它们的极限值。所有IGBT 和二极管的极限值都是在一个电路（分支）中给出的，它同电路（分支）含有多少晶体管模块以及是否并连接IGBT 和二极管芯片的数量无关。

集电极-发射极电压VCES它是当栅极和发射极短路和芯片温度Tj = 25°C 时，IGBT 芯片允许的最大集电极和发射极之间的电压。由于击穿电压与温度的关系，所以，最大集电极-发射极电压随温度升高而下降。

在任何情况下，工作电源电压VCC 和开关过载电压 VCE =Lσ·dic / dt 的电压的总和都不允许超过VCES（Lσ：换流电路中的寄生电感总和）

集电极直流电流 IC

它是芯片温度达到最高允许温度时，集电极允许的最大直流电流。条件参数：对无底板模块，壳体温度TC = 25°C /80°C。对可焊接在PCB 板上的模块（SEMITOP）并在PCB 最高温度时，散热片温度Ts =25 °C /70 °C。芯片温度Tj = Tj（max）。

对有底板的IGBT模块 IC是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Tc)/Rth(j-c)。 对于无底板的模块是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Ts)/Rth(j-s)。 因为IC 是静态最大值，所以在实际应用中不应该达到这个参数值。 芯片电流ICnom

它是IGBT 芯片制造商给出的，该类型模块的典型数据（集电极-直流电流，最大温度限制在Tj（max）），对于多个芯片并联的IGBT 模块必须乘上一个芯片数量系数。

周期集电极电流的峰值ICRM

它是集电极终端允许的脉冲电流峰值。IGBT 生产商在数据文件上给出的ICRM是集电极电流的峰值（集电极脉冲电流，被Tj（max）限制），它们在电路的总和要乘以并联的IGBT 芯片数。此峰值同脉冲的宽度无关，即使芯片的温度没有达到极限，这个电流的峰值也必须遵守，因为超过这个峰值会使芯片产生金属化和过早老化。在许多数据文件表将ICRM写成2 × ICnom，因此，它相当于以前的ICM极限值。

针对示例的的IGBT模块芯片，ICRM =3 X Icnom。在给定工作点的高栅极电阻和较高的母线的电压，关断这么大的电流会产生过电压，并超过VCES。研究表明，当在芯片最热时周期关断这么大电流，会使芯片提前退出饱和区，而产生很大的功耗

正是因为这个原因，除了特殊情况和采取了特殊措施（如减少母线电压，主动钳位，很慢的关断过程），这个峰值同它的前一代模块在RBSOA 中一样，为2 · ICnom值。在有些措施必须考虑到更高的功耗，这尤其是在半导体设计时要注意的。

审核编辑：刘清