改善igbt關(guān)斷性能的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種改善IGBT關(guān)斷性能的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極晶體管(簡稱IGBT)結(jié)合了大功率晶體管(GTR)及大功率場效應晶體管(MOSFET)的優(yōu)點，是比較理想的全控型器件，具有控制方便、開關(guān)速度快、工作頻率高、安全工作區(qū)大等優(yōu)點。目前IGBT模塊容量已經(jīng)達到2000A/6500V，滿足了電力電子與電力傳動領(lǐng)域應用要求。
[0003]IGBT的開通和關(guān)斷是通過柵極電阻對柵極與發(fā)射極電容充放電完成的，所以柵極電阻的大小直接影響著柵極充放電時間常數(shù)，進而影響著IGBT的開關(guān)過程。因此，柵極電阻必須按照應用要求進行優(yōu)化和仔細選擇。
[0004]在IGBT應用中，系統(tǒng)開關(guān)損耗與柵極電阻的選擇息息相關(guān)。開通過程中，如減小柵極電阻，則使得IGBT開通速度變快，開通功耗減小。然而，受續(xù)流二極管反向恢復和吸收電容的放電電流的影響，開通過快會導致IGBT承受的電流變化速率di/dt過大，嚴重時甚至會導致IGBT和續(xù)流二極管的損壞。
[0005]此時開通過程中應該有目的地改變柵極電阻的選值，控制開通過程中的峰值電流。同時，柵極電阻的選值對關(guān)斷過程也有影響。具體地，柵極電阻較小有利于加快關(guān)斷速度和減小關(guān)斷功耗，也有利于避免關(guān)斷時由于dv/dt的米勒效應導致的IGBT誤導通。但是，通過對不同電壓等級IGBT模塊測試發(fā)現(xiàn)，對于電壓等級小于1700V的IGBT模塊，柵極電阻選值過小可能會導致集電極電流下降速率di/dt過大，電路中雜散電感在IGBT上會產(chǎn)生較大的集電極浪涌電壓而損壞IGBT。因此，IGBT開通和關(guān)斷過程中對柵極電阻的不同要求影響了 IGBT的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了改善IGBT關(guān)斷性能的電路。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種改善IGBT關(guān)斷性能的電路，其包括:IGBT、電流變化檢測電路、以及柵極電阻變化電路，所述IGBT與第一電阻相串聯(lián)；
[0008]所述電流變換檢測電路包括:第一晶體管、電容器、分流電阻，所述第一晶體管與所述電容器相串聯(lián)，且與所述分流電阻相并聯(lián)，所述第一晶體管的基極和集電極分別與供電端和輸出端相連接，所述基極和供電端之間連接有第二電阻，所述集電極和輸出端之間連接有第三電阻；
[0009]所述柵極電阻變化電路包括:第二晶體管、第三晶體管、二極管、第四電阻、以及第五電阻；所述第四電阻與所第一電阻相串聯(lián)，且所述第四電阻的兩端并聯(lián)有第二晶體管和二極管，所述第二晶體管和二極管之間相互串聯(lián)，所述第二晶體管的基極串聯(lián)有所述第五電阻和第三晶體管，所述第三晶體管的基極與第一晶體管的集電極相連接。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電流變換檢測電路檢測到關(guān)斷時的電流減小時，所述柵極電阻變化電路中第二晶體管由開通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為截止狀態(tài)，所述第三晶體管由截止狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開通狀態(tài)。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述IGBT開通時，IGBT柵極電阻的阻值為第一電阻的阻值，所述IGBT關(guān)斷時，IGBT柵極電阻的阻值為第一電阻和第四電阻的阻值之和。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述IGBT開通時，所述柵極電阻變化電路中的第四電阻被第二晶體管短路，所述IGBT關(guān)斷時，所述第一電阻和第四電阻形成柵極電阻。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電流變換檢測電路檢測的電流變化速率與所述第二電阻的阻值和電容器的電容相對應。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管為三極管。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的改善IGBT關(guān)斷性能的電路能夠改變IGBT關(guān)斷過程中IGBT的柵極電阻的大小，滿足IGBT開通時小柵極電阻、關(guān)斷時相對大柵極電阻的需求。解決了關(guān)斷損耗與電壓過沖之間的矛盾，提高了 IGBT關(guān)斷性能。保證IGBT具有小關(guān)斷損耗的同時降低了芯片過壓風險，滿足了 IGBT芯片低關(guān)斷損耗及高可靠性的要求。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明的改善IGBT關(guān)斷性能的電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的改善IGBT關(guān)斷性能的電路100包括:IGBT10、電流變化檢測電路20、以及柵極電阻變化電路30。其中，所述IGBTlO與第一電阻40相串聯(lián)，同時，沿電流的流動方向，所述第一電阻40與所述柵極電阻變化電路30相串聯(lián)。
[0020]具體而言，所述電流變換檢測電路20包括:第一晶體管21、電容器22、分流電阻23。其中，所述第一晶體管21與所述電容器22相串聯(lián)，且與所述分流電阻23相并聯(lián)。所述分流電阻23兩端的電壓隨IGBT集電極電流減小而減小，此時，電容器22開始充電，當?shù)谝痪w管21的基極電流減小到相應值時，第一晶體管21則處于截止狀態(tài)。此外，所述第一晶體管21的基極和集電極分別與供電端A和輸出端B相連接，所述基極和供電端A之間連接有第二電阻24