| IGBT和碳化硅（SiC）模块的开关特性受到许多外部参数的影响，例如电压、电流、温度、栅极配置和杂散元件。本系列文章将重点讨论直流链路环路电感（DC−Link loop inductance）和栅极环路电感（Gate loop inductance）对VE‑Trac IGBT和EliteSiC Power功率模块开关特性的影响，本文为第二部分，将主要讨论栅极环路电感影响分析。（点击查看直流链路环路电感分析） 双脉冲测试 (Double Pulse Test ，DPT) 采用不同的设置来分析SiC和IGBT模块的开关特性。如表1所示，对于直流链路环路电感影响分析，可在直流链路电容和模块之间添加母线来进行。对于栅极环路电感影响分析，如表10所示，在栅极驱动板和模块之间添加外部插座或电线。为了研究模块的开关特性，本次测试使用 900V、1.7mQ EliteSiC Power功率模块 (NVXR17S90M2SPC)和 750V Field Stop 4 VE－Trac Direct模块 (NVH950S75L4SPB) 作为待测器件(DUT)。
图 1. 双脉冲测试设置 栅极环路电感会对开关特性造成影响。针对NVH950S75L4SPB模块，在满足以下条件的情况下进行了双脉冲测试。
表10显示了三种不同的栅极环路电感与开关特性之间的测试配置。在栅极驱动器和模块之间添加了外部插座或延长线，以模拟在栅极环路上增加的电感。
表 10. 栅极环路电感测试设置 图10显示了在IGBT导通阶段，不同栅极环路测试配置下的波形对比，总结的特性如表11中所述。较长的栅极环路测试设置显示出较低的Eon值以及更快的di/dt。栅极环路电感主要由栅极环路长度引起。在开始导通时，栅极环路电感能够减缓升流（rising current）速度。当栅极电压达到米勒平台时，环路电感充当电流源（current source），该电流源通过向栅极提供更多电流来加快di/dt的变化。相较于直流链路环路，栅极环路长度对导通特性的影响较小。同时，更高的栅极环路电感会增加栅极电压的过冲，这可能会因 RG 而失去可控性。 图11展示了在IGBT关断期间，不同栅极环路电感设置下的波形对比。总结出的特性如表12所述。关断特性相比于导通特性受到的影响较小。在关断初期，由栅极回路电感引起的下冲电压略有不同，但并不会对关断特性造成实质性影响。当栅极电压达到米勒平台阶段时，dV/dt和di/dt会因下冲电压而略有变化，但在短时间内会被栅极灌电流迅速恢复。
图 10. IGBT导通波形与栅极环路电感(LG)的关系
表 11. 总结：IGBT导通特性与栅极环路电感 图11展示了在IGBT关断期间，不同栅极环路电感设置下的波形对比。总结出的特性如表12所述。关断特性相比于导通特性受到的影响较小。在关断初期，由栅极回路电感引起的下冲电压略有不同，但并不会对关断特性造成实质性影响。当栅极电压达到米勒平台阶段时，dV/dt和di/dt会因下冲电压而略有变化，但在短时间内会被栅极灌电流迅速恢复。
图 11. IGBT关断波形与栅极环路电感(LG)的关系
表 12. 总结：IGBT关断特性与栅极环路电感(LG)
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