В силу складності свого внутрішнього устрою транзистори IGBT вимагають більш ретельного і глибокого аналізу інформації, що міститься в технічній документації І тут дуже важливо мати якомога більше детальну технічну інформацію «від виробника» Провідні зарубіжні фірми давно навчилися не економити на інформаційній підтримці та безкоштовно надавати розробнику величезну кількість параметрів, графіків режимів, прикладів типових застосувань, чого не скажеш, на жаль, про фірми вітчизняних з їх мізерними рекламними матеріалами Тому ми скористається технічною інформацією, що надається фірмою «International Rectifier» До речі, ця фірма не без підстави пишається тим, що найбільш повно забезпечує розробників довідковою інформацією

Отже, попередній відбір IGBT транзисторів проводиться за величиною постійного струму колектора (continuous collector current), що позначається як Ic Ця величина нормується при нормальній температурі корпусу (25 ° С) і при підвищеній температурі (100 ° С) Для більш детального аналізу можна використовувати графік залежності величини допустимого постійного струму колектора від температури корпусу (case temperature), показаний на рис 2138 Кристал IGBT транзистора також боїться перегріву, як і кристал будь-якого іншого напівпровідникового приладу, тому розробнику слід забезпечувати його номінальний тепловий режим і вибирати допустимий струм виходячи з умов роботи транзистора в схемі

Другий параметр, на який слід звернути увагу розробнику, – це допустима робоча напруга «колектор-емітер» (collector-to-emitter voltage), що позначається Uces Як правило, цей параметр у реальних IGBT транзисторів може становити 600, 1200, 2400 і більше Вольт (анонсовані останні серійні розробки

Рис 2138 Залежність постійного струму колектора IGBT від температури корпусу

допускають роботу з напругами до 6500 В) Потрібно завжди памятати, що прилади IGBT розроблялися саме для високовольтних застосувань, а значить, вони «перекривають» величезний діапазон існуючих на сьогоднішній момент статичних перетворювачів Але застосовувати транзистор з допустимою напругою «колектор-емітер» 600 В для побудови первинних каскадів перетворювачів, живляться від трифазної мережі 380 В 50 Гц не рекомендується – занадто малий запас по напрузі З урахуванням того, що після випрямлення на транзистори надходить номінальне постійна напруга 540 В, запас в 60 Вольт дійсно виявляється мінімальним і неприпустимим Водночас високовольтні IGBT, спроектовані на напругу 1700 В і вище, тут також використовувати нерозумно Тому для більшості статичних перетворювачів, питомих від промислової трифазної мережі, використовують IGBT транзистори з робочою напругою «колектор-емітер» 1200 В Таких приладів в номенклатурі випуску провідних фірм – більшість І ще необхідно запамятати, що з підвищенням температури напівпровідникового кристала допустима напруга «колектор-емітер» знижується

У технічній документації також може зустрітися так зване максимально допустима напруга «емітер-колектор» (emitter-to-collectorbreakdown voltage), що позначається як Uecs Цей параметр характеризує здатність транзисторів IGBT витримувати додаток зворотної напруги «емітер-колектор» Пояснимо, що для транзисторів MOSFET такої проблеми не існує, оскільки в них є паразитний зворотний діод, який при додатку зворотної напруги відкривається і «гасить» зворотна напруга У транзисторі IGBT спочатку немає паразитного зворотного діода (якщо тільки зворотний діод не вбудовується спеціально на етапі виготовлення), тому потрібно захищатися від пробою зворотним напругою додатковими засобами (наприклад, включенням зовнішнього зворотного діода) Це обставину можна розцінити як додаткова перевага IGBT транзистора передтранзістором MOSFET По-перше, фірми-виробники пропонують величезну кількість приладів із зворотними діодами, що володіють відмінними динамічними властивостями По-друге, – самим вибрати відповідний за електричним і конструктивним параметрам зовнішній обратнийдіод Звичайно, другий варіант менш надійний, тому що електричні звязку междудіодом і висновками транзистора необхідно виконувати як можна більш короткими, інакше цей захід також виявиться малоефективною

Звернемо увагу на рис 2139, на якому показано плече напівмоста з транзисторами VT1 ​​і VT2, а також зовнішніми зворотними діодами VD1 і VD2 Є також деяка індуктивність навантаження L і паразитная індуктивність монтажу Ls При виключенні транзистора VT2 струм навантаження буде замикатися через діод VD1 Цей струм непостійний, тому він характеризується певною швидкістю спаду {diJdt), що викликає кидок напруги на паразитної індуктивності Ь5 Напруга на колекторі VT1 стає менше напруги на емітер При значній величині індуктивності монтажу, а також великій швидкості спаду струму це напруга може пробити ланцюг «колектор- емітер », оскільки типове значення Uecs у реальних приладів IGBT складає всього 15 .. 20 В

Раніше ми вже згадували напруга насичення «колектор-емітер» (collector-to-emitter saturation voltage) Величина цієї напруги визначає статичні теплові втрати на транзисторі Напруга насичення Uce(on) в деякій мірі залежить від величини протікаючого колекторного струму Наприклад, для транзистора типу IRG4PC40U воно дорівнює 1,72 В дая викликаного струму 20 А, і 2,15 В – для струму 40 А У технічній документації прийнято нормувати значення Uce(on) для температури 25 ° С і 150 ° С

Джерело: Семенов Б Ю Силова електроніка: професійні рішення – М: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 – 416 c: Ил