Ключ на биполярном транзисторе с изолированным затвором

Переходный процесс переключения IGBT (рис. 4.16) качественно во многом идентичен переключению мощного МДП-транзистора, за исключением стадии спада силового тока. Этап включения состоит из стадии задержки tD(on), нарастания тока коллектора и установления напряжения во входной цепи ключа [2,3]. Для расчета временных параметров можно воспользоваться формулами (4.25), (4.28) и (4.30), заменив соответствующие емкостные составляющие (C_GS на C_GE и C_GD на C_GC).

а б

Рис. 4.16

Пороговое напряжение для заданного режима нагрузки рассчитывается аналогично (). При переключении входного сигнала до отрицательного уровня E¯_IN начинается процесс запирания, первый этап которого представляет задержку выключения tD(off), которая описывается выражением (4.32).

Затем наступает стадия спада коллекторного тока, которая разделяется на две фазы. Первая носит название инжекционной и характеризуется относительно высокой скоростью изменения тока:

(4.36)

На этапе спада тока входное напряжение медленно уменьшается и при значении:

(4.37)

где I_O — начальная амплитуда остаточного тока, наступает так называемая рекомбинационная фаза, при которой изменение выходного тока определяется рекомбинацией накопленного заряда. При этом скорость спада коллекторного тока уменьшается:

(4.38)