IGBT功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）構(gòu)成的功率模塊。由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離，具有出色的器件性能。廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、變頻器、變頻家電等領(lǐng)域。

引起IGBT失效的原因有幾種：

NO.1

過(guò)熱損壞集電極電流過(guò)大引起的瞬時(shí)過(guò)熱及其它原因，如散熱不良導(dǎo)致的持續(xù)過(guò)熱均會(huì)使IGBT損壞。如果器件持續(xù)短路，大電流產(chǎn)生的功耗將引起溫升，由于芯片的熱容量小，其溫度迅速上升，若芯片溫度超過(guò)硅本征溫度（約250℃),器件將失去阻斷能力，柵極控制就無(wú)法保護(hù)，從而導(dǎo)致IGBT失效。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一般最高允許的工作溫度為130℃左右。

NO.2

超出關(guān)斷安全工作區(qū)引起擎住效應(yīng)而損壞擎住效應(yīng)分靜態(tài)擎住效應(yīng)和動(dòng)態(tài)擎住效應(yīng)。IGBT為PNPN4層結(jié)構(gòu)。體內(nèi)存在一個(gè)寄生晶閘管，在NPN晶體管的基極與發(fā)射極之間并有一個(gè)體區(qū)擴(kuò)展電阻Rs,P型體內(nèi)的橫向空穴電流在Rs上會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降，對(duì)NPN基極來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于一個(gè)正向偏置電壓。在規(guī)定的集電極電流范圍內(nèi)，這個(gè)正偏置電壓不大，對(duì)NPN 晶體管不起任何作用。當(dāng)集電極電流增大到一定程度時(shí)，該正向電壓足以使NPN晶體管開(kāi)通，進(jìn)而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態(tài)。于是，寄生晶閘管導(dǎo)通，門(mén)極失去控制作用，形成自鎖現(xiàn)象，這就是所謂的靜態(tài)擎住效應(yīng)。IGBT發(fā)生擎住效應(yīng)后，集電極電流增大，產(chǎn)生過(guò)高功耗，導(dǎo)致器件失效。動(dòng)態(tài)擎住效應(yīng)主 要是在器件高速關(guān)斷時(shí)電流下降太快，dvCE/dt很大，引起較大位移電流，流過(guò)Rs,產(chǎn)生足以使NPN晶體管開(kāi)通的正向偏置電壓，造成寄生晶閘管自鎖。

NO.3

瞬態(tài)過(guò)電流IGBT在運(yùn)行過(guò)程中所承受的大幅值過(guò)電流除短路、直通等故障外，還有續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流、緩沖電容器的放電電流及噪聲干擾造成的尖峰電流。這種瞬態(tài)過(guò)電流雖然持續(xù)時(shí)間較短，但如果不采取措施，將增加IGBT的負(fù)擔(dān)，也可能會(huì)導(dǎo)致IGBT失效。

NO.4

過(guò)電壓造成集電極 發(fā)射極擊穿。

NO.5

過(guò)電壓造成柵極 發(fā)射極擊穿。

NO.6

實(shí)際測(cè)試中還發(fā)現(xiàn)過(guò)IBGT玻璃鈍化層破損的，一般建議客戶批量生產(chǎn)前做元器件篩選。

審核編輯 ：李倩