仍然以功率MOSFET和IGBT为例来具体分析器件的关断特性。

1.功率MOSFET的关断过程

功率MOSFET的关断过程也可以用四个分阶段来分析。其分析电路仍如图5-27所示，电压电流波形如图5-36所示。假定处于导通状态已经有足够的时间，初始条件为u_GS>U_T，I_D=I₀，u_DS=U_F。

阶段1：此时栅极驱动信号突然降为零，u_GS开始下降。此时

直到u_GS=u_GP，电流i_D和u_DS没有任何变化，既保持负载电流，u_GS下降到u_GP所需的时间称之为关断延迟时间：

阶段2：从t₁时刻开始，电流i_D仍然保持不变，栅极电压也保持u_GS=u_GP，u_DS开始上升，在栅极电阻上的电流

此电流是放电电流，为电容C_GD通过栅极电阻线性放电，由i=Cdu/dt可得du=idt/C，因此有

在时刻t₂，u_DS达到了电源电压，时间t₂可以下式计算

t₂-t₁=（U_DD-U_F）C_GD/I_G （5-43）(www.daowen.com)

阶段3：考虑与D极串联的杂散电感，则u_DS将超过电源电压U_DD，此时栅极电压按指数下降，电流i_D也开始下降，在t₃时刻，电流降低到零，即u_GS=U_T，可得

阶段4：在t₃之后，栅极电压继续按指数下降到零。若电流i_D按一阶近似，可以写出：

图5-36 MOSFET关断过程

图5-37 IGBT关断过程

2.IGBT关断的关断过程

图5-37所示为IGBT关断时栅极电压、集电极电流i_C和u_CE的波形。关断开始时，栅射极电压减少，栅射极电容C_GE放电。从零时刻到t₁，u_CE和i_C仍然没有变化。在t₁时刻，栅极电流恰好使IGBT进入临界饱和，输出电流I_O全部由IGBT供给。从t₁开始，u_CE开始慢慢上升，du_CE/dt引起的感应电流通过栅集极电容C_GC向栅射极电容C_GE充电，由于这种反馈作用，u_GE在t₁～t₂期间几乎是一个常数。栅集驱动电阻越大，关断延迟时间越长。从t₂开始，当u_CE增加到10V左右时，密勒电容C_GC的容量大大减小，明显地减少了从集电极到栅极的反馈电流，u_GE向零下降，u_CE迅速向直流母线电压上升，但i_C仍然等于输出电流I_O，这是由于续流二极管仍然是反向偏置。在t₃时刻，IGBT的集电极电压达到直流母线电压，输出电流转由续流二极管提供，电流下降快慢主要由IGBT内部参数决定。

与导通过程相反，关断过程主要由过剩载流子复合时间决定的di_c/dt和关断时的电流拖尾引起关断损耗。di_c/dt和关断时的电流拖尾时间对高速IGBT而言，比一般IGBT要快得多。温度升高，关断时间增长，栅集驱动参数仅仅对关断损耗有一点影响。栅极驱动电阻增大，关断延迟时间增长，关断损耗增大，但增大并不明显。

另外，对于四层三结器件，如对SCR，一般依靠电流自然过零或者加反压强迫关断。实际上，关断条件为I<I_H（维持电流）时，器件就开始进入关断过程，即为保持α₁+α₂=1的最小阳极电流。需要注意的是进入关断过程有时并不能完成关断过程，易受到干扰影响发生误导通。而对GTO，负门极脉冲使门极电位低于阳极和阴极电位，使主电流一部分被分流到门极流出，阴极电流大大减小，使α₁+α₂<1，器件进入关断过程。对IGCT，则利用器件的外电路，强迫阳极电流完全从门极流出退出四层三结导通状态进入关断过程。