原標題：IGBT集電極電壓超過額定電壓會發(fā)生什么？

當IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的集電極電壓超過其額定電壓時，會發(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。以下是詳細的分析：

一、器件擊穿

1. 雪崩擊穿：

• 當IGBT集電極電壓超過其額定電壓時，特別是當電壓值接近或超過器件的雪崩擊穿電壓時，器件有可能發(fā)生雪崩擊穿。在IGBT結構中，P阱和N襯底會形成一個PN結。集電極和發(fā)射極之間加電壓時，相當于給PN結加了一個反向電壓，PN結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)中的電場增強，通過空間電荷區(qū)的電子在電場作用下不斷加速。當電場增加到一定臨界值，電子獲得的速度將足以撞擊出其它原子里的電子，產生自由電子和空穴。這一過程像滾雪球一樣不斷重復，導致IGBT內部載流子迅速增加，流過PN結的電流急劇增大，最終發(fā)生雪崩擊穿。

• 需要注意的是，雪崩擊穿是否導致器件損壞取決于雪崩時的電流控制水平。如果雪崩時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，器件可以反復多次測試而不損壞。然而，如果電流無法得到有效控制，雪崩擊穿將導致器件損壞。

2. 擊穿電壓的裕量：

• 一般功率器件實際的雪崩擊穿電壓都會比標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導致?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加劇這種失效。因此，在高海拔地區(qū)應用IGBT時，一般需要進行電壓降額處理。

三、實際應用中的注意事項

1. 避免過電壓：

• 在實際應用中，應盡量避免IGBT集電極電壓超過其額定電壓。這可以通過合理的電路設計、選用合適的保護元件（如有源鉗位、兩電平關斷、吸收電容等）以及降低環(huán)路雜散電感等措施來實現(xiàn)。

2. 考慮動態(tài)雪崩擊穿：

• 在IGBT關斷時，快速變化的di/dt在回路雜散電感上會產生感應電壓，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的保護措施。

綜上所述，IGBT集電極電壓超過額定電壓會導致器件的擊穿和可能的損壞。在實際應用中應嚴格遵守額定電壓的限制并采取必要的保護措施以確保器件的安全運行。