1．擎住效應(yīng)
如前所述，在igbt管內(nèi)存在一個(gè)由兩個(gè)晶體管構(gòu)成的寄生晶閘管，同時(shí)p基區(qū)內(nèi)存在一個(gè)體區(qū)電阻rbr，跨接在n+pn晶體管的基極與發(fā)射極之間，p基區(qū)的橫向空穴電流會(huì)在其上產(chǎn)生壓降，在j3結(jié)上形成一個(gè)正向偏置電壓。若igbt的集電極電流ic大到一定程度，這個(gè)rbr上的電壓足以使n+pn晶體管開(kāi)通，經(jīng)過(guò)連鎖反應(yīng)，可使寄生晶閘管導(dǎo)通，從而igbt柵極對(duì)器件失去控制，這就是所謂的擎住效應(yīng)。它將使igbt集電極電流增大，產(chǎn)生過(guò)高功耗導(dǎo)致器件損壞。
擎住現(xiàn)象有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)之分。靜態(tài)擎住指通態(tài)集電極電流大于某臨界值icm后產(chǎn)生的擎住現(xiàn)象，對(duì)此規(guī)定有igbt最大集電極電流icm的限制。動(dòng)態(tài)擎住現(xiàn)象是指關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生的擎住現(xiàn)象。igbt關(guān)斷時(shí)，mosfet結(jié)構(gòu)部分關(guān)斷速度很快，j2結(jié)的反壓迅速建立，反壓建立速度與igbt所受重加duce/dt大小有關(guān)。duce/dt越大，j2結(jié)反壓建立越快，關(guān)斷越迅速，但在j2結(jié)上引起的位移電流cj2·（duce/dt）也越大。此位移電流流過(guò)體區(qū)電阻rbr時(shí)可產(chǎn)生足以使n+pn管導(dǎo)通的正向偏置電壓，使寄生晶閘管開(kāi)通，即發(fā)生動(dòng)態(tài)擎住現(xiàn)象。由于動(dòng)態(tài)擎住時(shí)所允許的集電極電流比靜態(tài)擎住時(shí)小，故器件的icm應(yīng)按動(dòng)態(tài)擎住所允許的數(shù)值來(lái)決定。為了避免發(fā)生擎住現(xiàn)象，使用中應(yīng)保證集電極電流不超過(guò)icm，或者增大柵極電阻rg以減緩igbt的關(guān)斷速度，減小重加duce/dt值?？傊?，使用中必須避免發(fā)生擎住效應(yīng)，以確保器件的安全。
2．安全工作區(qū)
igbt開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)，均具有較寬的安全工作區(qū)。igbt開(kāi)通時(shí)對(duì)應(yīng)正向偏置安全工作區(qū)（fbsoa），如圖1a）所示。它是由避免動(dòng)態(tài)擎住而確定的最大集電極電流icm、器件內(nèi)p+np晶體管擊穿電壓確定的最大允許集射電極電壓uce0、以及最大允許功耗線(xiàn)所框成。值得指出的是，由于飽和導(dǎo)通后集電極電流ic與集射極間電壓uce無(wú)關(guān)，其大小由柵極電壓ug決定（圖1-31a）），故可通過(guò)控制ug來(lái)控制ic，進(jìn)而避免擎住效應(yīng)發(fā)生，因此還可確定出與最大集電極電流icm相應(yīng)的最大柵極電壓ugm這個(gè)參數(shù)。
a） fbsoa b） rbsoa
圖1 igbt的安全工作區(qū)
igbt關(guān)斷時(shí)所對(duì)應(yīng)的為反向偏置安全工作區(qū)（rbsoa），如圖1b）所示。它是隨著關(guān)斷時(shí)的重加電壓上升率duce/dt變化，duce/dt越大，越易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)擎住效應(yīng)，安全工作區(qū)越小。一般可以通過(guò)選擇適當(dāng)柵極電壓ug和柵極驅(qū)動(dòng)電阻rg來(lái)控制duce/dt，避免擎住效應(yīng)，擴(kuò)大安全工作區(qū)。