射頻對IGBT線性電路有什么影響嗎？
典型的精密運算放大（運放）器可以有1MHz的增益帶寬積。從理論上講，用戶可能期望千兆赫水平的RF信號衰減到非常低的水平，因為它們遠遠超出了放大器的帶寬范圍。然而，實際情況并非如此。事實上，包含在放大器內的靜電放電（ESD）二極管、輸入結構和其它非線性元件會在放大器的輸入端對RF信號進行“整流”。在實際意義上，RF信號被轉換成一種直流（DC）偏移電壓，這種DC偏移電壓添加了放大器輸入偏移電壓。
用戶也許會問：“對于由給定RF信號產生的DC偏移電壓，我如何確定其幅度？”其實，放大器對RF干擾的敏感性取決于該放大器所采用的設計和技術。例如，許多現代放大器具有內置的RF濾波器，可盡量減少出現該問題的幾率。該濾波器對低增益帶寬運放而言是最有效的，因為該濾波器的截止頻率可以設置成較低的頻率，這能提供更高的RF信號衰減系數。除此之外，一些技術產品具有更強的內在抗RF干擾能力。例如，比起雙極型器件，大多數互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件具有更強的抗RF干擾能力。輸入級設計等其它因素也可影響抗RF干擾能力。
考慮到所有這些因素，電路板和系統級設計人員應如何選擇放大器呢？答案是：要看電磁干擾抑制比（EMIRR）。該技術指標類似于電源抑制比和共模抑制比，因為它在放大器的輸入端將RF干擾的影響轉換成DC偏移電壓。作為一個例子，圖1展示了OPA333的EMIRR曲線。從曲線可注意到，當頻率為1000MHz時該運放具有120dB的EMIRR。這是非常高的抑制水平，使得直接把該曲線與其它器件的曲線進行比較成為可能。
圖1
使用OPA333時EMIRR IN + 與頻率相比較的例子
EMIRR曲線展示了運放被傳導的抗RF信號（該信號被應用到非反相輸入端）干擾能力的測定值。術語“被傳導”是指該RF信號被直接應用到使用阻抗匹配型印刷電路板（PCB）的運放輸入端。此外，還對放大器輸入端的反射進行了表征和說明。
最后，用數字萬用表測量由RF信號產生的DC偏移電壓。請注意，在放大器和萬用表之間使用了低通濾波器，以防止由穿過放大器的殘余RF信號引起的潛在錯誤。圖2展示了用于表征EMIRR的測試電路。
圖2
用于表征EMIRR的測試電路
方程式（1）和（2）給出了EMIRR的數學定義。兩個方程式互為彼此的重置版本。方程式（1）展示了所用RF信號和偏移電壓的改變之間的關系。請注意所用RF信號的平方引起的偏移電壓變化。這意味著入射RF信號較小幅度的增加可導致偏移電壓的顯著增加。還請注意，術語EMIRR的作用是減弱RF信號的影響；換句話說，較大的EMIRR（dB）可使偏移電壓的變化大幅度減少。方程式（2）是在表征過程中用來計算EMIRR（dB）的方程形式。
其中
EMIRR（dB） —— 從被傳導的RF信號處測定的電磁干擾抑制比（以dB為單位）被應用到非反相放大器的輸入端
｜△Vos｜ —— 是測定的偏移電壓（由RF干擾引起）變化
VRF_PEAK —— 是應用到放大器非反相輸入端的峰值RF干擾
最后，請注意許多其它因素，如PCB布局和屏蔽，也可影響用戶系統的抗RF干擾能力。不過，一旦在用戶的設計中優化了這些因素，使用具有良好EMIRR的放大器就可實現最佳性能。而且，用戶無需進行任何復雜的計算。僅比較不同放大器的EMIRR曲線即可選擇最適合用戶應用的器件。筆者希望用戶能利用EMIRR規范來優化用戶系統抗RF信號干擾的能力。
IGBT模塊常見問題分析與考量：
IGBT是變頻器等電力電子產品中經常用到的關鍵器件，正確地使用好IGBT是保證產品質量的基礎和前提。現總結幾個常識性問題，以利于硬件設計人員加深對IGBT的認識。
（1）輸出特性
IGBT的正向特性可以分為4個區間：飽和區、線性區、截止區和雪崩擊穿區。由于IGBT一般在變頻器中是用作開關功能的，故一般工作在飽和區和截止區。如果驅動能力不夠，可能會落到線性區引起過熱損壞；如果關斷時C-E間的電壓過高，則有可能使IGBT發生雪崩擊穿而損壞。
IGBT本身不像MOSFET那樣內部有一個寄生二極管，所以在很多情況下會把一個二極管芯片與IGBT芯片封裝在一起。由于IGBT是非對稱器件，E-C間承受電壓的能力很差（通常只有十幾伏），由于并聯了反并二極管，所以承受的反壓會被鉗位，但某些情況下，由于二極管正向導通特性差等原因，鉗位效果會大打折扣，反壓可能沖到很高，進而導致IGBT反向擊穿而失效。
IGBT器件規格書中給的集電極電流Ic是在不考慮開關損耗情況下管子能夠流過的最大連續電流；也即只考慮導通損耗，不考慮其他損耗并且在一定溫度情況下管子所能承受的電流。我們實際使用時IGBT是工作在周期性地開通、關斷狀態的，而且開關頻率各不相同。所以從熱方面考慮，IGBT也絕對不能在額定電流下使用，具體能流過多大電流，要以結溫（包括穩態結溫和瞬態結溫）計算結果為準。
集電極重復峰值電流Icm是管子在任何情況下都不能超過的最大峰值電流，該值受到結溫、鍵合線通電流能力、功率端子承受能力、擎住效應風險等的限制，熱僅僅是其中的一個限定條件。我們在設定過流點、逐波限流點時要特別注意。
同樣，反并二極管的額定電流（富士稱為-Ic）也是不考慮開關損耗情況下管子能夠流過的最大連續電流，具體定義如下式：
（3）門極加穩壓管和電阻
門極加電阻是為了避免門極懸浮，將IGBT輸入電容中殘存的電荷泄放掉，避免誤開通。門極加穩壓管是為了吸收異常的尖峰。
在實際工作中，很多新員工一般都不愿意加穩壓管，理由是實際測試中門極電壓波形很好，沒有遇到過尖峰。試問研發階段的測試是否夠充分，是否能夠全面覆蓋市場應用的各種惡劣條件。門極產生尖峰通常有兩種主要途徑：通過米勒電容耦合過來，或者通過發射極的寄生電感感應過來。門極能夠承受的最高電壓一般為正負20V，只要幅值超了，不能時間多短都有造成物理性損壞的風險。若干經驗表明，因為門極電壓擊穿導致模塊失效的情況也是很常見的，是導致IGBT失效的主要原因之一，所以我們沒必要為了幾毛錢的事情在這上面糾結。
（4）IGBT驅動電壓的選擇
IGBT驅動電壓可以分為開通電壓Vge（+）和關斷電壓Vge（-），我們通常用15V開通，用-8V左右電壓來關斷。
Vge（+）越高，飽和壓降Vce（sat）越小，但同時短路電流也越大，短路持續時間會下降。要注意，開通電壓并不是越大越好，當驅動電壓達到一定值后，再升高該電壓，Vce（sat）變化不大，但會導致充電電流增大，驅動功耗增加，Vge容易產生尖峰電壓，上升時間變短，關斷延遲時間延長。
關斷電壓Vge（-）通常選擇-5V或-8V，負壓關斷的好處是：加快關斷速度，減小關斷損耗；防止誤開通，使關斷更可靠。負壓關斷的壞處是：驅動電流增大，驅動功耗增加；開通延遲時間增加。
（5）IGBT驅動電阻Rg的選擇
Rg對開通的影響：
開通損耗；
1.IGBT的電流尖峰（即二極管的反向恢復電流峰值）；
2.dV/dt;
二極管的反向恢復損耗。
Rg對關斷的影響：
1.關斷損耗（影響沒有對開通的大）；
2.di/dt（主要由芯片技術而定；Rg很大時才有明顯影響）；
3.dV/dt
選擇Rg時的明確下限為：規格書中開關損耗測試條件中的值；Rg的上限：要依據IGBT和二極管損耗、死區時間、Vge波形（是否有震蕩或尖峰）等而定，同時要考慮到驅動器的輸出能力和驅動器溫度。
（6）結溫Tjmax和Tjop的定義
結溫是IGBT的最重要的參數之一，一般IGBT模塊的規格書中通常會給出一個Tjmax和一個Tjop，不同廠家間的定義略有差異，但基本思路都是一致的，即連續的、穩定負載時結溫（穩態結溫）不能超過Tjop；瞬態的、過渡過程時的結溫（瞬態結溫）不能超過Tjmax。下圖是三菱關于這兩個結溫的解釋，很好的說明了它們之間的差別，我們在實際設計時要明確遵守。
