一個等效的 IBGT 模型，其中包括端子之間的電容。輸入、輸出和反向傳輸電容是這些電容的組合。數(shù)據(jù)表中規(guī)定了測量電容的測試條件。

這是在柵極和發(fā)射極之間測量的輸入電容，其中集電極與發(fā)射極短路，用于交流信號。C ies由柵極到集電極電容 (CGC) 與柵極到發(fā)射極電容 (CGE) 并聯(lián)組成，或

C ies = C GE + C GC

輸入電容必須在器件開始開啟前充電至閾值電壓，并在器件開始關閉前放電至平臺電壓。因此，驅動電路和 C ies的阻抗與開啟和關閉延遲有直接關系。

C oes — 輸出電容

這是在收集極和發(fā)射極之間測量的輸出電容，其中柵極與發(fā)射極短路，用于交流電壓。C oes由與柵極到集電極電容 (CGC) 并聯(lián)的集電極到發(fā)射極電容 (CCE) 組成，或

C oes = C CE + C GC

對于軟開關應用，C oes很重要，因為它會影響電路的諧振。

C res — 反向傳輸電容

這是在發(fā)射極接地時在集電極和柵極端子之間測量的反向傳輸電容。反向傳輸電容等于柵極到集電極的電容。

C res = C GC

反向傳輸電容，通常稱為米勒電容，是影響開關期間電壓上升和下降時間的主要參數(shù)之一。電容隨著集電極-發(fā)射極電壓的增加而減小，尤其是輸出和反向傳輸電容。正如將要解釋的，這種變化是柵極電荷數(shù)據(jù)的“存在理由”。

V GEP — 平臺電壓

作為柵極電荷函數(shù)的柵極-發(fā)射極電壓，開啟順序從左到右穿過這條曲線，關閉從右到左穿過。JEDEC 標準 24-2 中描述了測量柵極電荷的方法。柵極平臺電壓V GEP定義為在恒定柵極電流驅動條件的導通開關轉換期間柵極-發(fā)射極電壓的斜率首先達到最小值時的柵極-發(fā)射極電壓。換句話說，它是柵極電荷曲線在曲線的第一個拐點后首先變直的柵極-發(fā)射極電壓，如圖 11 所示?；蛘撸琕 GEP是在轉向期間最后一個最小斜率處的柵極-發(fā)射極電壓-離開。

平臺電壓隨電流增加，但不隨溫度增加。用 IGBT 替換功率 MOSFET 時要小心。10 或 12 伏的柵極驅動器可能適用于高壓功率 MOSFET，但取決于其平臺電壓，除非增加柵極驅動電壓，否則大電流下的 IGBT 可能會非常緩慢地切換，甚至不會完全開啟。

Q ge是曲線中從原點到第一個拐點的電荷，Q gc是曲線中第一個拐點到第二個拐點的電荷(也稱為“米勒”電荷)，Q g GE等于峰值驅動電壓。柵極電荷值隨集電極電流和集電極-發(fā)射極電壓而變化，但不隨溫度變化。規(guī)定了測試條件。此外，柵極電荷圖通常包含在數(shù)據(jù)表中，顯示固定集電極電流和不同集電極-發(fā)射極電壓的柵極電荷曲線。柵極電荷值反映存儲在前面所述的端子間電容上的電荷。柵極電荷通常用于設計柵極驅動電路，因為它考慮了開關瞬態(tài)期間電容隨電壓變化的變化。

開關

時間和能量 IGBT 的開關時間和能量并不總是容易預測的，因此 Microsemi 在數(shù)據(jù)表中提供了硬開關鉗位電感開關的開關時間和能量。每個數(shù)據(jù)表中都包含測試電路和定義。請注意，柵極電阻包括柵極驅動器 IC 的電阻。由于開關時間和能量隨溫度變化(E on1除外)，數(shù)據(jù)在室溫和高溫下均提供。還經(jīng)常提供圖表，顯示開關時間和能量與集電極電流、結溫和柵極電阻之間的關系。

一般來說，開啟速度和能量與溫度相對獨立，或者實際上速度會隨著溫度的升高而略微增加(能量降低)。二極管反向恢復電流隨溫度升高，導致E on2隨溫度升高。E on1和 E on2定義如下。關斷速度隨著溫度的升高而降低，對應于關斷能量的增加。開關速度，開通和關斷，隨著柵極電阻的增加而降低，對應于開關能量的增加。開關能量可以直接根據(jù)應用電壓和數(shù)據(jù)表開關能量測試電壓之間的變化進行調整。因此，如果數(shù)據(jù)表測試是在 400 伏特下進行的，而應用是 300 伏特，只需將數(shù)據(jù)表中的開關能量值乘以比率 300/400 即可推斷。

開關時間和能量也隨電路中的雜散電感變化很大，包括柵極驅動電路。特別是，與發(fā)射極串聯(lián)的雜散電感會顯著影響開關時間和能量。因此，數(shù)據(jù)表中的開關時間和能量值以及圖表僅具有代表性，可能與實際電源或電機驅動電路中觀察到的結果有所不同。

t d(on) , — 開啟延遲時間

開啟延遲時間是從柵極發(fā)射極電壓上升超過驅動電壓的 10% 到集電極電流上升超過指定電感電流的 10% 的時間。

t d(off) , — 關斷延遲時間

關斷延遲時間是從柵極發(fā)射極電壓降至驅動電壓的 90% 以下到集電極電流降至指定電感電流的 90% 以下的時間。這給出了電流開始在負載中轉換之前的延遲指示。

t r — 電流上升時間

電流上升時間是集電極電流從 10% 上升到 90% 開始到停止指定電感電流的時間。

t f — 電流下降時間

電流下降時間是集電極電流從 90% 下降到 10% 開始到指定電感電流停止的時間。

E on2 - 使用二極管的開啟開關能量

這是鉗位電感開啟能量，包括 IGBT 開啟開關損耗中的換向二極管反向恢復電流。鉗位二極管使用與 DUT 相同類型 IGBT 的 Combi 器件(IGBT 與反并聯(lián)二極管組合)。導通開關能量是集電極電流乘積的積分從集電極電流上升超過測試電流的 5% 到電壓下降到低于測試電壓的 5% 期間的集電極-發(fā)射極電壓。積分間隔的 5% 電流上升和電壓下降定義適應了儀器的分辨率，同時提供了一種不影響精度的可靠的重復測量方法。

E off — 關斷開關能量

這是鉗位的感應關斷能量。E off是集電極電流和集電極-發(fā)射極電壓的乘積在從柵極發(fā)射極電壓下降到低于 90% 到集電極電流達到零的時間間隔內的積分。這符合用于測量關斷能量的 JEDEC 標準 24-1。較早的數(shù)據(jù)表顯示 Eoff 從開關瞬態(tài)開始測量并持續(xù) 2 μs。每個設備使用的方法顯示在其數(shù)據(jù)表中。

E on1 — 開通開關能量

這只是 IGBT 的鉗位電感開通能量，沒有增加 IGBT 開通損耗的換向二極管反向恢復電流的影響。

g fe - 正向跨導

正向跨導將集電極電流與柵極-發(fā)射極電壓聯(lián)系起來。正向跨導隨集電極電流、集電極-發(fā)射極電壓和溫度而變化。高跨導對應于低平臺電壓和快速的電流上升和下降時間?？鐚τ陔p極晶體管很重要。另一方面，IGBT 在跨導下降之前很久就受到熱限制，因此該規(guī)范并不是那么有用。

然而，重要的是要注意，即使在高柵極-發(fā)射極電壓下，IGBT 也表現(xiàn)出相對較高的增益。這是因為通過增加柵極-發(fā)射極電壓來增加電子流也會增加空穴流。然而，一旦完全導通，高壓功率 MOSFET 的增益對柵極電壓非常不敏感。