由门极和N漂移区之间的耗尽层形成的。在IGBT导通时,N漂移区与门极氧化物毗邻的部分处于电荷积累的条件,CGC的值较大;而当VCE增大时,积累条件被削弱,CGC减小。CGE代表门极和沟道之间门极氧化物的门射电容,它的值通常是恒定的,而且较大。集射电容CCE是关断时结J2处的耗尽层电容,它的大小实际上代表了通态时漂移区内储存的电荷的多少。11IGBT的关断111关断第一阶段:门极电压下降关断过程从VGG下降(从VG到VG)的时刻开始。门极电流IG从门极流向门极驱动电路,门极电容(CGCCGE)放电,门极电压VGE按指数规律下降,达到平台电压VM,如下式所示12:112关断第二阶段:电压上升第二阶段始于t7时刻,此时VGE到达稳定的平台值,该值的大小依赖于集电极电流。理想条下,它与开通时门极电压平台的值相同。门极电流IG仅流经米勒电容CGC,对其
f持续放电,导致集电极电压VCE逐步上升。如图3所示,VCE的上升分为两个明显的部分——开始的低速率部分和随后的稳定高速率部分。强烈的米勒效应就发生在这个阶段。米勒电容的特性曲线有明显的拐点,其值在低集电极电压的时候较高,在高集电极电压的时候较低。因此,在VCE最初上升的时候,由于CGC的值较大,dVCEdt较低。当VCE增长到超过某个特定值时(与器件额定电压有一点关系,例如对于1700V400A的IGBT来说,该值约为20V),CGC开始骤减至小得多的值,导致dVCEdt快速增加,VCE达到VDC。第二阶段极为重要,因为只有在这个阶段门极驱动电路才能够实现对IGBT关断电压的控制。降低门极电压可以使MOS沟道变窄,限制进入漂移区的电子。通过减少发射极提供的电子并维持恒定的集电极电流,就能够消除门极下方积累层和N漂移区中存储的电荷。米勒电容是门极和N漂移区之间耗尽层电容Cdep与氧化物电容Cox的串联。起初,积累层放电,耗尽层尚未延伸至这个区域,所以Cdep的值较大,CGC的值主要由Cox决定。在t8时刻附近,当积累层消失的时候,结J2附近的耗尽层扩展,器件电压迅速升高。于是,Cdep的值大幅度下降,从而CGC的值也大幅度下降。由于通态时器件中存储了大量电荷,耗尽层和电压增长的初始过程是很慢的,但当米勒电容和存储电荷减少时,这个过
f程迅速加快。于是,第二阶段中电压上升主要受两方面控制:一是通态时IGBT中存储电荷的多少,一是门极驱动电路限制MOS沟道的效率。说到底,还是MOS沟道的衰减速度决定了消除存储电荷的速率,从而决定了耗尽层扩展和器件电压上升的r