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一文了解IGBT的極限值

青島佳恩半導體有限公司 ? 來源:青島佳恩半導體有限公司 ? 2023-12-01 09:12 ? 次閱讀

IGBT極限值

在文件數據表中,按照IGBT 模塊(IGBT,二極管,殼體,溫度傳感器等)的各個組成部分別給出它們的極限值。所有IGBT 和二極管的極限值都是在一個電路(分支)中給出的,它同電路(分支)含有多少晶體管模塊以及是否并連接IGBT 和二極管芯片的數量無關。

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集電極-發射極電壓VCES它是當柵極和發射極短路和芯片溫度Tj = 25°C 時,IGBT 芯片允許的最大集電極和發射極之間的電壓。由于擊穿電壓與溫度的關系,所以,最大集電極-發射極電壓隨溫度升高而下降。

在任何情況下,工作電源電壓VCC 和開關過載電壓 VCE =Lσ·dic / dt 的電壓的總和都不允許超過VCES(Lσ:換流電路中的寄生電感總和)

集電極直流電流 IC

它是芯片溫度達到最高允許溫度時,集電極允許的最大直流電流。條件參數:對無底板模塊,殼體溫度TC = 25°C /80°C。對可焊接在PCB 板上的模塊(SEMITOP)并在PCB 最高溫度時,散熱片溫度Ts =25 °C /70 °C。芯片溫度Tj = Tj(max)。

對有底板的IGBT模塊 IC是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Tc)/Rth(j-c)。 對于無底板的模塊是 IC = Ptot(max)/VCE(sat) 其中 Ptot(max) = (Tj(max) – Ts)/Rth(j-s)。 因為IC 是靜態最大值,所以在實際應用中不應該達到這個參數值。 芯片電流ICnom

它是IGBT 芯片制造商給出的,該類型模塊的典型數據(集電極-直流電流,最大溫度限制在Tj(max)),對于多個芯片并聯的IGBT 模塊必須乘上一個芯片數量系數。

周期集電極電流的峰值ICRM

它是集電極終端允許的脈沖電流峰值。IGBT 生產商在數據文件上給出的ICRM是集電極電流的峰值(集電極脈沖電流,被Tj(max)限制),它們在電路的總和要乘以并聯的IGBT 芯片數。此峰值同脈沖的寬度無關,即使芯片的溫度沒有達到極限,這個電流的峰值也必須遵守,因為超過這個峰值會使芯片產生金屬化和過早老化。在許多數據文件表將ICRM寫成2 × ICnom,因此,它相當于以前的ICM極限值。

針對示例的的IGBT模塊芯片,ICRM =3 X Icnom。在給定工作點的高柵極電阻和較高的母線的電壓,關斷這么大的電流會產生過電壓,并超過VCES。研究表明,當在芯片最熱時周期關斷這么大電流,會使芯片提前退出飽和區,而產生很大的功耗

正是因為這個原因,除了特殊情況和采取了特殊措施(如減少母線電壓,主動鉗位,很慢的關斷過程),這個峰值同它的前一代模塊在RBSOA 中一樣,為2 · ICnom值。在有些措施必須考慮到更高的功耗,這尤其是在半導體設計時要注意的。







審核編輯:劉清

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原文標題:了解IGBT極限值

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