什么是窄脈沖現象

IGBT作為一種功率開關，從門級信號到器件開關過程需要一定反應時間，就像生活中開關門太快容易擠壓手一樣，過短的開通脈沖可能會引起過高的電壓尖峰或者高頻震蕩問題。這種現象隨著IGBT被高頻PWM調制信號驅動時，時常會無奈發生，占空比越小越容易輸出窄脈沖，且IGBT反并聯續流二極管FWD在硬開關續流時反向恢復特性也會變快。以1700V/1000A IGBT4 E4來看，規格書中在結溫Tvj.op=150℃時，開關時間tdon=0.6us,tr=0.12us和tdoff=1.3us, tf=0.59us，窄脈沖寬度不能小于規格書開關時間之和。

(資料圖片僅供參考)

窄脈沖現象的原因

從半導體基本原理上看，窄脈沖現象產生的主要原因是由于IGBT 或FWD剛開始開通時，不會立即充滿載流子，當在載流子擴散時關斷IGBT或二極管芯片，與載流子完全充滿后關斷相比，di/dt可能會增加。相應地在換流雜散電感下會產生更高的IGBT關斷過電壓，也可能會引起二極管反向恢復電流突變，進而引起snap-off現象。但該現象與IGBT和FWD芯片技術、器件電壓和電流都緊密相關。

先要從經典的雙脈沖示意圖出發，下圖為IGBT門極驅動電壓、電流和電壓的開關邏輯，從IGBT的驅動邏輯看，可以分為窄脈沖關斷時間toff，實際是對應二極管FWD的正向導通時間ton，其對反向恢復峰值電流、恢復速度都有很大影響，反向恢復最大峰值功率不能超過FWD SOA的限制；和窄脈沖開通時間ton，這個對IGBT關斷過程影響比較大，主要是IGBT關斷電壓尖峰和電流拖尾振蕩。

圖：驅動雙脈沖

實際應用中那最小脈沖寬度限制是多少比較合理

查閱資料一些經驗：

1、脈沖寬度ton對IGBT關斷小電流（大約1/10*Ic）時影響較小，實際可以忽略。

2、IGBT關斷大電流時候對脈沖寬度ton有一定依賴性，ton越小電壓尖峰V越高，且關斷電流拖尾會突變，發生高頻振蕩。

3、FWD特性隨導通時間變短其反向恢復過程會加速，越短FWD導通時間會引起很大dv/dt和di/dt，尤其小電流條件下。另外，高壓IGBT都給出明確最小二極管導通時間tonmin=10us。

審核編輯：湯梓紅