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这要以增大关断损耗为代价。3.综合2两点可知，IGBT通常在过流、高压和低栅电阻条件下才会发生显著的的动态雪崩。在厂商数据表(datasheet)所给定的额定电流、电压以及较大栅电阻条件下，一般是可以安全关断的，因此数据表会给出一个矩形的关断SOA。但正如本文引言部分所述，在高压领域的实际应用需求中，往往会对器件的坚固性有要求，因此实际器件坚固性的指标必须像图6那样大大越数据表中的SOA[4]，才能具备市场竞争力。因此，研究IGBT的动态雪崩问题，往往要针对过流、低栅阻、大杂散电感(可诱生过压)、非箝位感性开关(UIS)(可产生高于额定电压的高压)和短路(高压及过流同时存在且维持数μs至10μs时间)等条件展开。
4.由于器件内部的栅电阻在芯片内有分布效应，所以IGBT内部元胞的沟道是渐次关断的。在部分元胞沟道关断后，电子电流会向仍开通的元胞沟道挤压，在动态雪崩发生之前就已经会出现一定程度的电流集中，如图7(b)所示。按照前述的原理，在适当条件下，动态雪崩会在沟道关断后的元胞处首先发生并形成电流丝，这是因为这里没有电子流对过多的正空间电荷进行补偿。两类电流集中有可能同时出现，给问题带来了复杂性。像二极管一样，动态雪崩所形成的电流丝也会转移(图7(d)—(f))。只不过由于IGBT正面是周期性出现的p阱结构(无论平面型还是槽栅型)，而不是二极管中那样是平行平面结，因此，电流丝的转移更像是“跳跃”，而不是像是pnp管热丝[]。
也可以是npn管热丝。背p区掺杂和体内寿命控制的横向不均匀同样会引起正面电流集中于特定部位。5.结终端处其实是有源区内结构周期性突然丧失、不均匀性*为突出的部位。而在关断过程中，结终端附近又往往是电场和载流子集中的区域，所产生的空穴电流会集中*外圈元胞(主结)处，这种密集的电流很难向体内移动，因而*终形成局域热击穿。针对上述失效机理，(1)适当提高注入效率的背p区和n缓冲层/场中止层的优化设计。(2)优化元胞结构设计，强化对n+源区的保护，尽量减小n+区下方的横向电阻，提高常温及高温条件下的闩锁电流阈值。(3)采用衬底片和优良的加工设备，尽可能提高材料及工艺的均匀性。(4)进行特殊和优化的结终端设计。
以减小主结边缘处的载流子富集和电场集中。(5)在有源区采用特殊设计和工艺，使有源区的静态击穿电压和动态雪崩钳位电压都低于非有源区(含结终端区和栅汇流条、栅焊盘区)的击穿电压。如图8所示。基于通过寿命控制优化快速扫出内部载流子的理念，新设计的3.3kVIGBT模块具有快速开关和快速恢复特性。在谐振DC/DC转换器模拟电路中，与传统高速模块比，初级端IGBT的损耗降低15%，次级端二极管的损耗降低47%。通过降低IGBT和二极管的损耗，新设计的模块将适用于双向和中频应用，例如DC/DC谐振转换器。这一设计概念也可用于6.5kVIGBT和其他电压级别器件。因此，可以考虑多种中频应用电路拓扑。另外，我们还在模拟电路中评估了SiC-JBS二极管。
SiC-JBS表现出*低功耗，对未来10kHz以上的高频应用，会带来极大好处。不管怎么说，我们期待新设计概念适用于中频应用，在SiC-JBS出现在功率半导体市场前是一理想解决方案。以上对高压IGBT的动态雪崩问题进行了概述，涉及IGBT动态雪崩的概念、复杂性、失效机理和应对措施等。这些概念的建立，对于设计制造出坚固性强的高压IGBT至关重要。为获得高性能产品，还需结合具体的坚固性指标，再结合与其他性能参数的折中关系，对问题进行深入细致的分析和仿真，进而提出合理的结构设计，并通过反复试验探索，才能取得*终的*。在更大的反向恢复电流密度下，随着阳极侧电场强度不断增强，带负电的高浓度碰撞电离产生电子(浓度为nav)以及等离子层抽取电子(浓度为n)在向阴极漂移过程中。
会对基区电离施主ND形成过补偿，使nn+结处也形成较强的电场，此时电场分布如图3所示。类似于阳极侧(图3左侧)，当阴极侧(图3右侧)电场梯度的*值|dE/dx|=q(n+navND)/ε增加，使电场峰值达到临界场强时，n/n+结也将发生雪崩碰撞电离。nn+结碰撞电离产生的空穴向阳极侧移动经过PN结空间电荷区又会增强该处的动态雪崩，即此时形成相互促进的正反馈动态雪崩，称之为三度动态雪崩。1.驱动器的工作电压Vp一般为24V。2.5V电平输入信号可直接连接，如信号的高电平Vim高于5V，应在输入端串连一个电阻Ri和电容Ci，Ri使输入电流为Ipwm，即Ri=(Vim-Vpwm)/Ipwm)=(Vim-5)/10mA;Ci=470pF。
