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閂鎖(Lanch-up)效應，一般我們也可以稱之為擎住效應，是由于 IGBT 超安全工作區(qū)域而導致的電流不可控現(xiàn)象，當然，閂鎖效應更多的是決定于 IGBT 芯片本身的構(gòu)造。實際工作中我們可能很少聽到一種失效率，閂鎖失效，今天我們就來聊一聊什么是閂鎖效應~
關于 IGBT 的構(gòu)造我們這里不再贅述，集 MOS 和 BJT 于一身的"男人"，一般我們認為 IGBT 的理想等效電路如下圖所示
故在 G-E 之間外加正向電壓使 MOS 管導通時，PNP 晶體管的基極 - 集電極之間就連上了低電阻，從而使 PNP 晶體管處于導通狀態(tài)。此后，使 G-E 之間的電壓為零或者負壓時，首先 MOS 管處于斷路狀態(tài)，PNP 晶體管的基極電流被切斷，從而使 IGBT 關斷。所以，IGBT 和 MOS 一樣，都是電壓控制型器件。
那閂鎖效應的產(chǎn)生是在哪里呢？
其實 IGBT 的實際等效電路與上面我們講到的理想等效電路略有不同，還需要考慮其內(nèi)部寄生的內(nèi)容，如下圖
從上圖我們可以看處，實際等效電路是由可控硅和 MOS 構(gòu)成的。內(nèi)部存在一個寄生的可控硅，在 NPN 晶體管的基極和發(fā)射極之間并有一個體區(qū)擴展電阻 Rs，P 型體內(nèi)的橫向空穴電流會在 Rs 上產(chǎn)生一定的電壓降，對于 NPN 基極來說，相當于一個正向偏置電壓。在規(guī)定的集電極電流分為內(nèi)，這個正偏電壓不會很大，對于 NPN 晶體管起不了什么作用。當集電極電流增大到一定程度時，該正向電壓則會大到足以使 NPN 晶體管開通，進而使得 NPN 和 PNP 晶體管處于飽和狀態(tài)。此時，寄生晶閘管導通，門極則會失去其原本的控制作用，形成自鎖現(xiàn)象，這就是我們所說的閂鎖效應，也就是擎住效應，準確的應該說是靜態(tài)擎住效應。IGBT 發(fā)生擎住效應后，集電極的電流增大，產(chǎn)生過高的功耗，從而導致器件失效。
動態(tài)擎住效應主要是在器件高速關斷時電流下降太快(di/dt 大)，dv/dt 很大，引起的較大位移電流，流過 Rs,產(chǎn)生足以使 NPN 晶體管導通的正向偏置電壓，造成寄生晶閘管的自鎖。
在 IGBT 中，在有過電流流過時，我們通過控制門極來阻斷過電流，從而進行保護。但是，一旦可控硅觸發(fā)，由于可控硅不會由于門極的阻斷信號等而進行自動消弧，因此此時的 IGBT 不可能關斷，最終導致 IGBT 因過電流而損壞。
那么我們可以怎么樣來防止或者說是減小擎住效應呢？一般有以下幾種技術：
①采用難以產(chǎn)生擎住效應的構(gòu)造，也就是減小體區(qū)擴展電阻 Rs；
②通過優(yōu)化 n 緩沖層的厚度和摻雜來控制 PNP 晶體管的 hFE；
③通過導入降低壽命的手段來控制 PNP 晶體管的 hFE；
所以，關于 IGBT 的實際應用，我們是不允許其超安全工作區(qū)域的，針對這個，我們采用了很多保護手段。所以，每個元器件，有的時候我們考慮的只是我們需要觀察的，但是其背后的故事則會告訴我們，為什么我們應該這樣去考量。
從原材料到成品 IGBT，這個過程經(jīng)歷了太多環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都很重要，這才有了滿足我們需求的各類元器件。
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