在电力电子领域，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种非常重要的功率半导体器件。IGBT 爆炸是其失效的一种较为剧烈且直观的表现形式。实际上，很多时候器件失效从外表看并无任何异常，即便去掉封装，裸眼观察芯片表面也难以发现异样，而爆炸则是一种极端的失效情况。
　　IGBT 发生爆炸的根本原因在于有大量能量在器件内部瞬间产生。接下来我们详细探讨引发过大电流并导致高能瞬间产生的因素：
　　过流：当电路中的电流超过 IGBT 所能承受的额定电流时，会对器件造成损害。
　　过压：过高的电压施加在 IGBT 上，可能击穿其内部结构，引发失效。
　　反向偏置失败：这会破坏 IGBT 的正常工作状态，导致异常电流产生。
　　节温过高：过高的温度会影响 IGBT 的性能和寿命，严重时会引发失效。
　　模块过温：整个 IGBT 模块温度过高，同样会导致器件性能下降甚至失效。
　　下面我们深入解释 IGBT 爆炸的过程（原理）。IGBT 的简化模型可视为一个开关。IGBT 模块常用的拓扑结构如下图所示，包括 boost 或者 buck 电路也源自该拓扑。该拓扑的工作模式是上下桥臂的 IGBT 模块交替开通和关断。若下桥臂未关断而上桥臂就打开，便会造成电容短路，能量瞬间从回路中释放。由于整个回路中阻抗主要集中在 IGBT 模块中，能量在 IGBT 模块中释放就会引发爆炸。
　　正常情况下，直通的工况是不会发生的，IGBT 驱动也会进行死区处理。然而，当上管或者下管在恶劣工况下因上述原因导致失效后，IGBT 的电气特征往往变为直通。当另外的桥臂 IGBT 开通后，就会产生桥臂直通的短路。尽管 IGBT 驱动一般都配备短路保护，但在恶劣工况下，短路保护可能无法有效关断 IGBT。因为短路保护关断过程会产生大量热量，导致模块关断失败，进而引发系统短路并产生爆炸。
　　从系统级角度来看，IGBT 模块本身的爆炸其实是一种系统失效现象。是由于模块失效造成系统短路，从而引发系统级失效导致爆炸。即使是过流失效，一般的失效现象是 IGBT 表面的铝层发生融化，通常不会发生剧烈爆炸。阅读半导体厂家给出的失效分析可以发现，多数失效原因可能如上述所述，但还有更多其他原因，比如门极过压、二极管 SOA 失效等。很多时候，器件失效后驱动会让故障终止，从而避免更严重的二次失效，如爆炸等。良好的退饱和保护在很大程度上可以避免因直通引起的爆炸。
　　例如，反向偏置失效后一般会导致 IGBT 门极短路并拉低驱动的二次侧电压，引发驱动保护并报警。设计良好的驱动回路可以保证关闭驱动，避免开通短路，通过短路保护来防止 IGBT 损坏。
　　下图展示了一个严重的爆炸失效，模块完全炸毁。可以明显看出模块左边 IGBT 芯片和右边的 IGBT 芯片毁坏程度不同。这很可能是一种二次失效，右侧半桥可能发生了如反向偏置失败的失效。当另外半桥开通后，发生短路，而驱动未能有效保护，终导致爆炸。由于后开通的 IGBT 有一段时间工作在饱和区，阻抗较大，发热也较大，损坏更为严重。急剧升温产生严重的爆炸，导致绑定线全部崩开。
　　下面列出一些 IGBT 模块常见的失效种类：
　　IGBT、DIODE 过流：电流超过额定值，对器件造成损害。
　　IGBT、DIODE 过压：过高的电压可能击穿器件内部结构。
　　IGBT 反向偏置失效：破坏器件正常工作状态。
　　模块过温：影响器件性能和寿命。
　　门极过压：可能导致门极损坏。
　　DIODE 反向恢复失效：影响二极管的正常工作。