IGBT Switch Behavior
　2019年02月11日
IGBT 的開通 由於 IGBT 的柵極 - 射極和柵極 - 集極間存在著分佈電容 CGE 和 CGC，以及射極驅動迴路中有雜散電感 Le 存在，受這些參數影響，使IGBT的實際驅動波形對IGBT開通跟關斷不理想。

可以透過續流二極體的電感負載電路得到驗證。
t0
     - 透過柵極電阻 RG 對柵極電容充電
     - 影響柵極電壓上升率主要因素只有 RG及 CGE
t1
     - 達到 VGE(th)
     - 集極 IC 電流開始上升
t2
     - 集極 IC 電流達到最大值
t3
     - 集極 IC 電流達到穩態值

IGBT的開通 t1 - t2 - t3
射極電路中分布電感Le上的感應電壓隨著 Ic 增加而增加，因而減小了柵極驅動電壓，降低了柵極 - 射極間電壓 VGE 的上升率，減緩了集極電流 Ic 的增長。
另一個因素是柵極 - 集極電容 CGC 的米勒效應。t2 時刻集極電流達最大值，接著柵極 - 集極電容 CGC 開始放電，驅動電路中則增加了CGC的電流，使得驅動電路阻抗上壓降增加，因而減小了柵極驅動電壓。

     - 驅動電路阻抗越低，影響越小
     - 持續到 t3，VCE 降至零為止，影響 VGE 因素消失，VGE 加速上升加快至最大值。
Le、CGC 及柵極驅動電阻應盡量小，以獲得較快的驅動速度。


IGBT 的關斷 由於 IGBT 的柵極 - 射極和柵極 - 集極間存在著分佈(雜散)電容 CGE和CGC，以及射極驅動迴路中有雜散電感Le存在，受這些參數影響，使 IGBT 的實際驅動波形對 IGBT 開通跟關斷不理想。
可以透過待續流二極體的電感負載電路得到驗證。
t4
     - 驅動電壓因柵極電容透過柵極電阻放電而下降
t5
     - 柵極電壓放電至米勒平台電壓
     - 負載電流不變，且透過 CGC 流入柵極少數電流
     - 致使 VCE 稍稍提升，一般大約十幾伏電壓
t6
     - 接著 VCE 上升速度加快且線性增加
     - 上升的 VCE 透過 CGC 流入柵極更多電流
     - 導致 VGE下降減緩
t7
     - VCE 上升至直流母線電壓
     - 柵極電壓持續下降至 VGE(th)
     - 集極 IC 電流下降
     - IGBT 關斷



IGBT的關斷 t5 - t6 - t7
因柵極 - 集極電容 CGC 的米勒電容存在，使 IGBT 關斷過程也延長了許多。
選擇 CGC 較小的 IGBT
減小驅動器柵極阻抗，使流入CGC 的電流增加，以加快 VCE 上升速度。

另一個因素是柵極 - 集極電容 CGC 的米勒效應。

柵極驅動電壓特性
柵極驅動電壓的上升及下降速率影響 IGBT 開通關斷過程
理論上當 VGE ≥ VGE(th)，IGBT 導通
     - 一般 5 ~ 6V
當 VGE 增加
     - 導通壓降減小，導通損減少
     - 承受短路電流能力減少
     - VGE 太大可能引起柵極電壓震盪，損壞柵極
當 VGE 減小
     - 導通壓降增加，導通損增加
     - 承受短路電流能力提高 VGE 一般取 12V ~ 15V
     - 關斷時柵極加負壓，提高抗干擾能力，提高承受 dv / dt 能力
        - 一般 - 10V


Waveforms
2SC0435T for FF150R17KE4
Double pulse test
     - Turn off Inom
Ch1: Gate-emitter voltage
Ch2: Collector-emitter voltage
Ch4: Collector current (1V ~ 1A)

Double pulse test
     - Turn on Inom
Ch1: Gate-emitter voltage
Ch2: Collector-emitter voltage
Ch4: Collector current (1V ~ 1A)