1．過流保護(hù)
gtr承受電流沖擊的能力很弱，使用快速熔斷器作為過流保護(hù)無任何意義，因?yàn)間tr可能先行燒毀。此時(shí)只能用電子開關(guān)的快速動(dòng)作進(jìn)行過流保護(hù)，其原則是在集電極電流未達(dá)破壞元件之值前就撤去基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)施加反向偏置使晶體管截止。
圖1為gtr的輸出特性（伏安特性），其上可劃分出飽和區(qū)、準(zhǔn)（臨界）飽和區(qū)、線性放大區(qū)及截止區(qū)。在飽和區(qū)，gtr的通態(tài)損耗最小，但這種狀態(tài)不利于器件迅速關(guān)閉切換至截止區(qū)。為此，可通過減小和控制正向基極偏置使gtr處于飽和狀態(tài)的邊緣，即準(zhǔn)飽和狀態(tài)，此時(shí)其通態(tài)損耗比飽和狀態(tài)下稍高、但大大低于線性放大狀態(tài)。因此，工作在開關(guān)狀態(tài)的gtr其負(fù)載極限工作點(diǎn)應(yīng)通過基極電流ib調(diào)整在準(zhǔn)飽和區(qū)，如a點(diǎn)（uceg，icg）。
圖1 gtr輸出特性 圖2 gtr過流保護(hù)原理圖
由于gtr的通態(tài)壓降uce與元件工作點(diǎn)直接有關(guān)，故可采用uce作為過載特征參數(shù)，實(shí)行有效的過流保護(hù)。圖2為其原理性電路圖。
2．緩沖電路
在圖3所示的電感負(fù)載下，為抑制gtr關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的負(fù)載自感過電壓，電感l(wèi)兩端常并接續(xù)流二極管vdf，使gtr關(guān)斷時(shí)有負(fù)載電流il經(jīng)它續(xù)流。無論在開還是關(guān)的過程，gtr都要經(jīng)歷電壓、電流同時(shí)很大的一段時(shí)間，造成開關(guān)損耗p很大，如圖4所示，這就限制了器件的工作頻率。為此，需采用緩沖電路來解決開關(guān)損耗過大問題，其基本思想是錯(cuò)開高電壓、大電流出現(xiàn)的時(shí)刻，使兩者之積（瞬時(shí)功率）減小。
圖3 gtr帶電感性負(fù)載圖 圖4 gtr的關(guān)斷、開通過程
圖5為gtr關(guān)斷吸收電路，它是在gtr集射極間并聯(lián)電容c，利用電容兩端電壓不能突變的原理延緩關(guān)斷時(shí)集射極間電壓uce上升速度，使uce達(dá)最大值之前集電極電流ic已變小，從而使關(guān)斷過程瞬時(shí)功耗p變小，如圖5b）所示。圖a）中串聯(lián)電阻是為了限制gtr導(dǎo)通時(shí)電容的放電電流，二極管vd則是在gtr關(guān)斷時(shí)將r旁路，以充分利用電容的穩(wěn)壓作用。
圖5 gtr的關(guān)斷吸收電路
a)原理電路；b）原理曲線
圖6a）是開通吸收電路，其中與gtr串聯(lián)的電感l(wèi)s延緩了集電極電流的增長(zhǎng)速度，且當(dāng)電流急劇增大時(shí)會(huì)在其上產(chǎn)生較大壓降，使得集射極電壓在導(dǎo)通時(shí)迅速下降。這樣電壓、電流出現(xiàn)最大值的時(shí)間錯(cuò)開，關(guān)斷時(shí)功率損耗p明顯減少，如圖6b）所示。圖a）中與ls并聯(lián)電阻可使gtr關(guān)斷后續(xù)流電流迅速衰減，二極管則在gtr導(dǎo)通時(shí)隔離rs對(duì)ls的旁路作用。
a）原理電路 b）原理曲線
圖6 gtr的開通吸收電路
在實(shí)用中常將開通與關(guān)斷吸收電路組合在一起構(gòu)成復(fù)合吸收電路，圖7為其中一種。圖中l(wèi)s、rs、vd組成開通吸收電路，rs、vd、cs組成關(guān)斷吸收電路。
圖7 gtr復(fù)合緩沖電路 圖8 igbt緩沖電路
igbt的保護(hù)措施有：
1）通過檢測(cè)過電流信號(hào)來切斷柵極控制信號(hào)，關(guān)斷器件，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
2）采用吸收電路抑制過電壓、限制過大的重加電壓上升率duce/dt。
3）用溫度傳感器檢測(cè)igbt的殼溫，過熱時(shí)使主電路跳閘保護(hù)。
igbt使用中必須避免出現(xiàn)擎住現(xiàn)象。