igbt关断为什么是负压 IGBT在关断时为何负压？

1、IGBT关断原理

IGBT作为一种主要应用于功率电子领域的半导体器件，其开关过程是由三个阶段组成的：开启阶段、稳定导通阶段和关闭阶段。其中，开启过程是通过施加正向电压和控制极的正向信号来实现的，因此不需要承受较大的电压和电流；反之，在IGBT关闭过程中，由于控制极的正向信号被切断，只有剩余的电荷在晶体管上产生高压，导致IGBT上承受的电压和电流呈现出相反的极性。

因此，在IGBT关断时，承受在晶体管上的电压和电流是负值，这就是IGBT为什么是负压关断的原因。

2、静电感应电压的作用

在IGBT关闭过程中，它的输出电容会被充电，而系统上其他部件上可能会存在静电电压，这些电压会在IGBT承受负压的同时，加速电荷的累积，从而产生更高的静电感应电压。这种静电感应电压会产生一些间接影响:

①触发电流的增大，容易产生感应噪声

②引起IGBT接口电路的电压升高

③使得晶体管轻微地导通，使得负压上升。这不仅导致功耗的增加，同时会扰动系统的正常运行。

3、辅助电路的作用

IGBT关断时产生的负压会对绝缘介质产生巨大的压力。如果压力过大，会损坏绝缘介质，影响设备的可靠性。此外，由于关断时的反向电压会产生高频噪声，还会导致设备本身产生较大的EMC问题。

因此，在IGBT开关电路中常常使用辅助电路，这里以脉冲变压器为例，可以起到缓解电荷的作用，从而减缓负压产生的速率，保护压力敏感材料的绝缘性能，同时降低EMC问题的频率和幅度。

4、IGBT关断过程中的失真问题

由于IGBT关断过程所承担的电压和电流存在大量的时间变化，而在这个过程中，电流和电压都极为复杂，部分时间变化率达到每秒数千伏或千安，可能会出现一些意想不到的后果，如电流峰值欠压、电流越过零点部分后又发生回升等各种复杂的波形。

因此，设计人员需要在IGBT的关断过程中考虑更多的失真因素和补偿措施，以保证所设计的IGBT系统稳定且可靠地运行。