IGBT 功率模块的开关特性

硬性开关的特点就是，在开通或关断很短的时间内，晶体管的电流和电压升高，因为在负载回路中，续流二极管阻止了因为电感而产生的电流突变。

- 在晶体管开通时，续流二极管只有在负载电流完全地换流到晶体管后，才能开

始承受截止电压（关断）。因此，集电极电流必须先达到负载电流的幅度，然

后才是集电极-发射极电压降落到通态压降值。

- 在晶体管关断时，续流二极管只有在它的极性为正扁后，才开始接续负载电流

（开通）。这一条件的出现要求在集电极-发射极电压先达到换流电压的水平，

然后才是集电极电流降到剩余电流值。同所有晶闸管不同，晶体管在运行时，原则上不需要被动的缓冲网络，因为在开关过程中，在晶体管内漂移区能形成一个动态截止层。
在晶体管内产生的功耗为：

关断

我们可以把关断时理解成开通的反向工作流程形式，在基极的电荷QGtot 必须通过控制电流释放掉。首先内部电容释放电荷，这些电荷在流通区域内被清除。所以，在这个区域内，中性干扰会很快被消除，集电极电流在开始阶段下降很快。当发射极电流在n 区被关断后，n 漂移区内还有大量由IGBT 集电极注入的p 载流子。它们必须通过再结合或者反注入的方式被清除。这就产生了集电极的拖尾电流。这个拖尾电流会同加在集电极-发射极电压有几微秒的重合，它就决定了IGBT 作为硬性开关的功率损耗的形状和长度。图2.4.6 中给出了在关断后电压vCE 产生上冲并超过电压VCC，造成的主要原因是换流电路内的寄生感应电感和IGBT 在关闭时增加的电流变换率dic/dt。当晶体管构成的开关同理想的硬性开关相差越大（比如在换流电路中的感应元素），基极-发射极电压波形的台阶就越模糊。在用续流二极管构成的硬性开关特性是非常复杂的。