1 過電壓失效
1.1柵極過壓
IGBT的柵極-發(fā)射極驅(qū)動電壓的保證值為正負20v，如果在它柵極和發(fā)射極之間加上超過保證值的電壓，很有可能損壞IGBT模塊，另外，如IGBT的柵極與發(fā)射極間開路，然而在集電極與發(fā)射極之間加上電壓的話，就有可能隨著集電極電極電位的變化而變化，由于柵極與集電極和發(fā)射極之間寄生電容的存在柵極電位升高，集電極-發(fā)射極有電流流過。這個時候集電極和發(fā)射極之間處于高壓狀態(tài)，可能會導致IGBT發(fā)熱從而損壞。
1. 2 集電極-發(fā)射極過電壓
在IGBT集電極中-發(fā)射極電壓的產(chǎn)生主要有兩種情況，一是施加到IGBT的集電極-發(fā)射極間的直流電壓過高，另一種是集電極-發(fā)射極間的浪涌電壓過高。所以在使用過程中還是要綜合考慮，看那個更適合。
1.3 雜散電感過電壓
因為電路中雜散電感的存在，而IGBT的開關頻率較高，當IGBT關斷時與開通時，就會產(chǎn)生很大的電壓，威脅到IGBT的**如圖1-1所示出了IGBT的雜散電感和雜散電容。IGBT的外部電感L主要是指IGBT直流側(cè)電感，可算得L對加在IGBT集射電壓的影響為：
IGBT雜散電感和雜散電容的示意圖
其中Ud為直流電壓電容，di/dt為IGBT的電流變化率。
雜散電感L產(chǎn)生的電壓疊加在Ud上，IGBT內(nèi)部是集成電路芯片，耐壓能力非常有限，如L產(chǎn)生的電壓較大，超出IGBT的集電極-發(fā)射極間耐壓值Uces，產(chǎn)生的過電壓能輕易地將IGBT擊穿。圖1-2為IGBT的過電壓波形示意圖。
IGBT過電壓示意圖形
IGBT在關斷時，由于電路中存在電感，關斷瞬間產(chǎn)生尖峰電壓，假如電壓超過額器件的*高的峰值電壓，將可能造成IGBT擊穿。
2 靜電損傷
嚴格來說，器件靜電損傷也屬于過電壓應力損傷，靜電型過電應力的特點是：電壓較高，能力較小，瞬間電流較大，但持續(xù)的時間極短，與一般的過電應力相比，靜電型損傷經(jīng)常發(fā)生在器件運輸、傳送、安裝等非加電過程，它對器件的損傷過程是不知不覺的，危害性很大。從靜電對器件損傷后的失效模式來看，不僅有PN結劣化擊穿、表面擊穿等高壓小電流型的失效模式，也有金屬化、多晶硅燒毀等大電流失效模式。
3 過熱損傷
過熱損壞一般是指使用IGBT的結溫Tj超過晶片的*大溫度限定，目前的IGBT器件還是以Tmax=150℃的NPT技術為主流的，為此在IGBT應用中其結溫應限制在該值一下。
4 過電流
4.1 擎住效應
由于IGBT是復合器件，其體內(nèi)存在一個寄生晶閘管，在NPN管的基極和發(fā)射極之間存在一個體驅(qū)短路電阻R，在規(guī)定的漏極電流范圍內(nèi)，P型體區(qū)的橫向空穴流會產(chǎn)生一定的壓降，對J3結而言相對于一個正偏置電壓。在規(guī)定的漏記電流范圍內(nèi)，NPN晶體管的正編壓不足以使NPN和PNP管處于飽和狀態(tài)，于是寄生晶閘管開通，柵極失去控制作用，便發(fā)生了鎖定效應，它使集電極電流Ic增大，進而造成過高的功耗而導致IGBT器件的損壞。
4.2 長時間過流運行
IGBT長時間過流運行是指IGBT的運行指標達到或超過反向偏置運行**工作區(qū)所限定的電流**邊界，這導致IGBT因為長時間過電流而發(fā)熱損壞。
4.3 短路
IGBT所承受的電流值達到或超過短路**工作區(qū)所限定的*大邊界，如4-5倍額定電流時須在10us之內(nèi)關斷IGBT。如果此時IGBT所承受的*大電壓也超過器件標稱值，IGBT必須在更短時間內(nèi)被關斷。
IGBT的短路主要有兩種:
1.
IGBT從斷態(tài)直接進入短路狀態(tài)。在短路開始時，集電極和發(fā)射極之間的電壓是直流母線電壓。在集電極電流上升過程中，由于短路寄生電感上的電壓，集電極=發(fā)射極有微小的減少。當集電極電流達到穩(wěn)態(tài)時，集電極-發(fā)射極又等于直流母線電壓，因此，集電極=發(fā)射極電壓在整個短路期間都很大，相當于直流母線電壓。
2.
IGBT從正常導通狀態(tài)進入短路，由于短路的電流迅速上升，IGBT退出飽和狀態(tài)。集電極-發(fā)射極的上升產(chǎn)生流過米勒電容Cge的電流Igc，這個電流在關斷電阻上產(chǎn)生壓降，導致IGBT的柵極電壓在短路瞬間升高，使短路電流在柵極電壓回落到正常值之前出現(xiàn)很大的尖峰。
原文地址：IGBT失效時參數(shù)變化規(guī)律：http://www.igbt118.net/shopstyle/articleinfo/4073938.html