igbt为什么会有拖尾电流 IGBT拖尾电流原因分析

1、IGBT的基本工作原理

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），中文名称隔离栅双极晶体管，是一种高性能功率半导体器件。它是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（双极型晶体管）的混合体，结合了二者的优点，具有较高的输入阻抗、快速的开关速度和大功率承载能力。

IGBT 的工作可以分为三种状态，即关闭状态、开启状态和顺变状态。在各个状态下，IGBT 导通前的 VCE（集电极-发射极电压）都在正向电压范围内。当控制极施加正电压时，IGBT的电阻非常小，电流可以流过器件，因此处于开启状态。反之，当控制极施加负电压时，IGBT 的电阻非常大，电流不能流过器件，因此处于关闭状态。IGBT 在顺变状态下的工作与BJT相同，当基极电压为正值，电流流经器件，当基极电压为零或负值时，器件处于关闭状态。显然，在不同的工作状态下，IGBT 的电阻值是不一样的。

2、IGBT拖尾电流产生的原因

当 IGBT 被关闭时，随着集电极-发射极电压 VCE 的增加，集电极和发射极之间的电容的电荷仍然需要被释放。如果没有采取措施，这些电荷就会形成拖尾电流。

此外，拖尾电流还可能由于在活性状态下的复合物、噪声和热扰动等引起。这些因素都会导致其中的载流子产生运动，产生电流，并增加电荷的释放时间。

3、IGBT拖尾电流对系统的影响

拖尾电流会导致 IGBT 设备在关闭状态下产生额外的损耗，因而导致其工作温度上升。这将增加设备运行的温度交错和温度应力，并缩短设备的寿命。同时，由于额外的功耗，还会产生一定的热量，增加负载电流的产生。在某些应用中，这些因素可能会导致系统动态响应的降低。

4、降低IGBT拖尾电流的方法

采用消除电荷的方法是减小拖尾电流的有效方式。注入反向基极电流可以加速载流子的复合并提高电荷的释放速度。此外，IGBT模块上安装的小电容和小电感可以形成“无限电流环”，提供一定的反向电流，以减少电荷的容积效应和反向电流效应，从而降低拖尾电流。

另一个有效的方法是采用软开关技术，通过加快开关时间来减少拖尾电流的存在。它的基本思想是在合适的时间点关闭IGBT，然后反向偏压一段时间，使电荷尽快释放。这样，在设备的开关过程中产生的拖尾电流将大大减少。另外，使用低电感电源线、快速切换IGBT模块、增加模块内集成电容和电感，都可以有效地降低IGBT的拖尾电流。