在IGBT开关时，有一个会经常遇到的问题，那就是由于寄生米勒电容开通而产生米勒平台。米勒效应在单电源门极驱动过程中非常显著。基于门极G与集电极C之间的耦合，在IGBT关断期间会产生一个很高的瞬态dv/dt，这样会引发门极VGE间电压升高而导通，这里存在着潜在的风险。

寄生米勒电容引起的导通

图1：下管IGBT因为寄生米勒电容而引起导通

如图1所示，上管IGBT(S1)在导通时，SI处于半桥拓扑，此时SI会产生一个变化的电压dV/dt，这个电压通过下管IGBT(S2)。电流流经S2的寄生米勒电容CCG、栅极电阻RG和内部驱动栅极电阻RDRIVER。想要测得此时大致的电流值，可以用下面的公式：

这个产生的电流使门极电阻两端产生电压差，这个电压如果超过IGBT的门极驱动门限阈值，将导致寄生导通。设计工程师应该意识到IGBT节温上升会导致IGBT门极驱动阈值会有所下降，通常就是mv/℃级的。当下管IGBT(S2)导通时，寄生米勒电容引起的导通同样会发生在S1上。

减缓米勒效应的解决方法

一般来说我们有三种方法来解决以上问题：第一种方法是改变门极电阻(如图2);第二种方法是在在门极G和射极E之间增加电容(如图3);第三种方法是采用负压驱动(如图4)。除此之外，还有一种简单而有效的解决方案即有源钳位技术(如图5)。

图2：独立的门极开通和关断电阻

独立的门极开通和关断电阻

门极导通电阻RGON影响IGBT导通期间的门极充电电压和电流;增大这个电阻将减小门极充电的电压和电流，但会增加开通损耗。

寄生米勒电容引起的导通通过减小关断电阻RGOFF可以有效抑制。较小的RGOFF同样也能减少IGBT的关断损耗，然而需要付出的代价是在关断期间由于杂散电感会产生很高的过压尖峰和门极震荡。

图3：G-E间增加电容

G-E间增加电容

门极和发射极之间增加的这个电容CG会影响到IGBT开关的性能，CG分担了米勒电容产生的门极充电电流。因为IGBT的总输入电容为CG||CG’，鉴于这种情况，门极充电要达到门极驱动的电压阈值就需要产生更多的电荷(如图3)。又因增加了电容CG，因此驱动电源功耗会增加，在相同的门极驱动电阻下，IGBT的开关损耗也会相应地增加。

图4：负电源电压

采用负电源以提高门限电压

采用门极负电压来安全关断，特别是IGBT模块在100A以上的应用中，是很典型的运用。在IGBT模块100A以下的应用中，处于成本原因考虑，负门极电压驱动很少被采用。典型的负电源电压电路如图4。

增加负电源供电增加设计复杂度，同时也增大设计尺寸。

图5：有源米勒钳位采用外加三极管

有源米勒钳位解决方案

要想避免RG优化、CG损耗和效率、负电源供电成本增加等问题，另一种方法是使门极和发射极之间发生短路，这种方法可以避免IGBT不经意的打开。具体操作方法是在门极与射极之间增加三级管，当VGE电压达到某个值时，门极与射极的短路开关(三级管)将被触发。这样流经米勒电容的电流将被增加的三极管截断而不会流向VOUT。这种技术被称为有源米勒钳位技术，具体方法见图示5。