原標(biāo)題：IGBT集電極電壓超過額定電壓會(huì)發(fā)生什么？

當(dāng)IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的集電極電壓超過其額定電壓時(shí)，會(huì)發(fā)生一系列不利的現(xiàn)象，主要包括器件的擊穿和可能的損壞。以下是詳細(xì)的分析：

一、器件擊穿

1. 雪崩擊穿：

• 當(dāng)IGBT集電極電壓超過其額定電壓時(shí)，特別是當(dāng)電壓值接近或超過器件的雪崩擊穿電壓時(shí)，器件有可能發(fā)生雪崩擊穿。在IGBT結(jié)構(gòu)中，P阱和N襯底會(huì)形成一個(gè)PN結(jié)。集電極和發(fā)射極之間加電壓時(shí)，相當(dāng)于給PN結(jié)加了一個(gè)反向電壓，PN結(jié)兩邊形成空間電荷區(qū)。隨著反向電壓的增加，空間電荷區(qū)中的電場(chǎng)增強(qiáng)，通過空間電荷區(qū)的電子在電場(chǎng)作用下不斷加速。當(dāng)電場(chǎng)增加到一定臨界值，電子獲得的速度將足以撞擊出其它原子里的電子，產(chǎn)生自由電子和空穴。這一過程像滾雪球一樣不斷重復(fù)，導(dǎo)致IGBT內(nèi)部載流子迅速增加，流過PN結(jié)的電流急劇增大，最終發(fā)生雪崩擊穿。

• 需要注意的是，雪崩擊穿是否導(dǎo)致器件損壞取決于雪崩時(shí)的電流控制水平。如果雪崩時(shí)電流能夠控制在很低的水平，即雪崩能量不超過器件的臨界能量，那么雪崩擊穿是可逆的，器件可以反復(fù)多次測(cè)試而不損壞。然而，如果電流無法得到有效控制，雪崩擊穿將導(dǎo)致器件損壞。

2. 擊穿電壓的裕量：

• 一般功率器件實(shí)際的雪崩擊穿電壓都會(huì)比標(biāo)稱的額定電壓留有一定裕量。這意味著在額定電壓附近稍微超過一點(diǎn)電壓值，器件可能仍然能夠承受而不立即損壞。但是，這種裕量是有限的，超過一定范圍后仍然會(huì)導(dǎo)致?lián)舸?/span>

二、其他潛在問題

1. 溫度影響：

• IGBT的阻斷電壓隨溫度的降低而降低。例如，25℃時(shí)額定電壓為1200V的器件，在零下40℃的條件下，額定電壓可能就只有1100V了。因此，在低溫條件下，IGBT更容易發(fā)生擊穿。

2. 海拔影響：

• 海拔也是制約IGBT阻斷電壓的一個(gè)因素。海拔越高，宇宙射線引起的失效概率更高，而更高的母線電壓會(huì)加劇這種失效。因此，在高海拔地區(qū)應(yīng)用IGBT時(shí)，一般需要進(jìn)行電壓降額處理。

三、實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

1. 避免過電壓：

• 在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量避免IGBT集電極電壓超過其額定電壓。這可以通過合理的電路設(shè)計(jì)、選用合適的保護(hù)元件（如有源鉗位、兩電平關(guān)斷、吸收電容等）以及降低環(huán)路雜散電感等措施來實(shí)現(xiàn)。

2. 考慮動(dòng)態(tài)雪崩擊穿：

• 在IGBT關(guān)斷時(shí)，快速變化的di/dt在回路雜散電感上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，疊加在母線電壓上，使IGBT集電極承受比較高的電壓尖峰。這種情況下容易發(fā)生動(dòng)態(tài)雪崩擊穿。因此，需要特別注意降低環(huán)路雜散電感并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

綜上所述，IGBT集電極電壓超過額定電壓會(huì)導(dǎo)致器件的擊穿和可能的損壞。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)嚴(yán)格遵守額定電壓的限制并采取必要的保護(hù)措施以確保器件的安全運(yùn)行。