IGBT中的若干PN结—PNPN结构介绍
在前文的pnp结构中，我们描述了一种现象，如果igbt中的两个bjt都处于工作状态，那么就会发生失控，产生latch-up现象。
为抑制这个现象，设计中必须将bjt_1的基极和发射极短路。
这里我们讨论一下，如果不将bjt_1的基极和发射极短路，会出现什么情况。
将bjt_1和bjt_2等效为npn和pnp互联的电路。
bjt_2的基极与bjt_1的集电极相连， bjt_2的集电极与bjt_1的基极相连。
1.在o点施加一个电流ib1， bjt_1导通，产生电流ic1，且 其中是bjt_1的共发射极增益;
2.因为ic1与bjt_2的基极相连，相当于给bjt_2提供了基极电流ib2，所以bjt_2导通，且，产生电流ic2，同理，
其中是bjt_2的共发射极增益；
3.因为ic2又与bjt_1的基极相连，所以
可见，经过一个循环， bjt_1的基极电流增大了倍。如此反复，通过器件的电流迅速增大，若没有额外的限流措施，那么器件就会损坏。
这种pnpn结构被称为晶闸管，被广泛应用在电力电子控制领域中。从器件的物理特性可以看出，晶闸管一旦开启，就会因为内部bjt自反馈的原因处于持续导通状态，所以若要将处于开通状态的晶闸管关断，就必须施加额外的控制手段，如直接外接电压反向，或者把基极电流抽出，强制bjt关闭，当然这会增加驱动的功耗。
综上，igbt中的寄生bjt_1的基极和发射极必须短接。
下面做一个简单的推导，在bjt_1的基极和发射极之间串联一个电阻r，会对其增益带来多大的影响。假设基极上施加电压（正偏），且基极和发射极所组成的pn二极管的饱和电流是（饱和电流的定义请回顾pn结二极管的章节）。那么，没有串联电阻r之前，
串联电阻r之后， 相较多一个流经r的之路电流，即，
显然，，那么串联电阻r之后的增益为，
显然，r和是两个关键因素：
1.随着r增大， 趋近于，当rà0，即短路， 趋近于0；当rà，即开路，趋近于。
2.随着增大，趋近于，当à0，即短路， 趋近于0；当>0.7，即开路， 趋近于。
所以，igbt设计中，一定要将bjt_1的基极和发射极短路。
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1.在o点施加一个电流ib1， bjt_1导通，产生电流ic1，且 其中是bjt_1的共发射极增益;
2.因为ic1与bjt_2的基极相连，相当于给bjt_2提供了基极电流ib2，所以bjt_2导通，且，产生电流ic2，同理，
其中是bjt_2的共发射极增益；
3.因为ic2又与bjt_1的基极相连，所以
可见，经过一个循环， bjt_1的基极电流增大了倍。如此反复，通过器件的电流迅速增大，若没有额外的限流措施，那么器件就会损坏。
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下面做一个简单的推导，在bjt_1的基极和发射极之间串联一个电阻r，会对其增益带来多大的影响。假设基极上施加电压（正偏），且基极和发射极所组成的pn二极管的饱和电流是（饱和电流的定义请回顾pn结二极管的章节）。那么，没有串联电阻r之前，
串联电阻r之后， 相较多一个流经r的之路电流，即，
显然，，那么串联电阻r之后的增益为，
显然，r和是两个关键因素：
1.随着r增大， 趋近于，当rà0，即短路， 趋近于0；当rà，即开路，趋近于。
2.随着增大，趋近于，当à0，即短路， 趋近于0；当>0.7，即开路， 趋近于。
所以，igbt设计中，一定要将bjt_1的基极和发射极短路。
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