關(guān)于IGBT 安全工作區 你需要了解這兩個(gè)關(guān)鍵

在 IGBT 的規格書(shū)中，可能會(huì )看到安全工作區（SOA, Safe Operating Area），例如 ROHM 的 RGS30TSX2DHR 如下圖所示。這個(gè)安全工作區是指什么？

圖1. Rohm 的RGS30TSX2DHR 安全工作區 （圖片來(lái)源ROHM）

IGBT 的安全工作區（SOA）是使IGBT在不發(fā)生自損壞或性能沒(méi)有下降的情況下的工作電流和電壓條件。實(shí)際上，不僅需要在安全工作區內使用IGBT，還需對其所在區域實(shí)施溫度降額。安全工作區分為正向偏置安全工作區（FBSOA, Forward Bias Safe Operating Area）和反向偏置安全工作區（RBSOA, Reverse Bias Safe Operating Area）。

1 正向偏置安全工作區

正向偏置安全工作區定義了IGBT導通期間的可用電流和電壓條件。

圖2. RGS30TSX2DHR 的正向偏置安全工作區 （圖片來(lái)源ROHM）

上圖是RGS30TSX2DHR 的正向偏置安全工作區，可以根據具體情況分為4個(gè)領(lǐng)域，如下所述:

① 受集電極最大額定電流限制的區域

② 受集電極耗散限制的區域

③ 受二次擊穿限制的區域 (該區域會(huì )因器件設計而有所不同)

④ 受集電極-發(fā)射極最大額定電壓限制的區域

2  反向偏置安全工作區

反向偏置安全工作區定義了IGBT關(guān)斷期間的可用電流和電壓條件。

圖3. RGS30TSX2DHR 的反向偏置安全工作區 （圖片來(lái)源ROHM）

上圖是 RGS30TSX2DHR的反向偏置安全工作區可以簡(jiǎn)單分為2個(gè)有限區域，如下所述:

1.受集電極最大額定電流值限制的區域

2.受集電極-發(fā)射極最大額定電壓限制的區域。

請注意，當設計的 VCE－IC 工作軌跡偏離產(chǎn)品本身安全工作區時(shí)，產(chǎn)品可能會(huì )發(fā)生出現意外故障。因此，在設計電路時(shí)，在確定與擊穿容限相關(guān)的具體特性和電路常數時(shí)，必須密切注意耗散和其他性能問(wèn)題。例如，反向偏置安全工作區具有溫度特性（在高溫下劣化），VCE－IC 的工作軌跡根據柵極電阻 Rg 和柵極電壓 VGE 而變化。

因此，有必要在了解工作環(huán)境和關(guān)斷時(shí)的最小柵極電阻值后，才進(jìn)行 Rg 和 VGE 設計。