IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种晶体管,与MOSFET和BJT并列成为三大晶体管。IGBT的优点是具有较高的输入电阻和较低的开关损耗,因此适用于高电压和高电流的电子器件。
在功率变换器等电力电子设备中,IGBT已成为主流器件,广泛应用于交流调制、直流调制变换器等领域。在IGBT应用中,手指可以触发IGBT的现象令人困惑,下面将从物理、电学等方面进行解释。
手指触发IGBT现象的原理是静电放电效应。当手指接触IGBT封装表面时,由于人体与地的电位差及电子转移造成手与封装器之间的电荷积累。当电荷密度达到一定值时,通过封装器表面产生放电,这种放电的能量足够触发IGBT,实现器件的开关。
需要注意的是,手指触发IGBT的静电电荷只有很小一部分能够被器件所感知,而导致开关闭合的主要原因是手指触发后静电放电引起的电磁波辐射所产生的电压干扰。电磁波由触发器件和手指之间的电荷积累和放电过程中产生,经过脉冲放大器的强化后,达到足够的信号水平,导致了IGBT的开关行为。
手指触发IGBT的电容非常小,只存在于手指与器件表面之间的电荷积累中,因此,触发过程非常迅速。同时,由于手指具有一定的湿度,有些湿度还可以通过人体的微量电解质和金属部分形成电池,导致静电现象进一步增强。
手指触发IGBT的特点是随机性和瞬间性,与环境条件的变幻和静电累积密切相关。所以,在IGBT的设计和应用过程中,需要考虑屏蔽和稳定性方面的问题,防止手指触发IGBT对系统的影响。
手指触发IGBT虽然是偶然现象,但由于其在系统中产生的瞬态信号往往会被传递到系统的其它部件,导致系统自身产生的故障或干扰,有潜在的安全风险。例如,IGBT的触发电路会误判手指触发信号,并将其误认为系统指令而发起操作,从而导致电路的不稳定和故障。
因此,为了克服手指触发IGBT的影响,设计者要对系统进行抗干扰能力的优化,采用合适的保护措施,例如在IGBT表面附加遮蔽层、抗干扰电路设计和尽量缩短触发线路等措施,以确保系统的安全运行。