前面几篇讲了开尔文发射极、负压关断和米勒误导通，其中反复提到一个东西：栅极电流。
但IGBT的名字就叫“绝缘栅双极型晶体管”，栅极与内部半导体之间隔着绝缘层，正常情况下没有持续的大直流电流流过。那么看驱动器手册，为什么又经常标着几安培的输出能力？下图是一款栅极驱动IC的峰值拉电流和罐电流能力。
栅极到底需不需要电流？一个几安培的驱动器，难道还要配几安培的隔离电源？
这两个问题，要把瞬时充放电与平均供电分开看。
栅极绝缘，为什么还能流电流？
先想一个普通电容：两个极板之间也是绝缘介质，但给它充电时，外部导线上照样有电流。
电荷在极板上积累，改变了电场，并不需要电子直接穿过绝缘介质。
IGBT的栅极也类似。它与发射极、集电极之间存在电容，改变栅极电压，或者改变集电极电压，都可能引起栅极端子的充放电电流。
对于一个理想固定电容：
i=C×dV/dt。
电压保持不变时，电容电流为0；要在很短的时间内改变电压，就需要比较大的电流。
所以“栅极绝缘”与“开关瞬间需要大电流”并不矛盾。 在稳定导通或稳定关断时，栅极本身通常只有很小的漏电流；切换状态时，则需要搬运电荷。如果外部还有栅射下拉电阻等元件，还会存在相应的支路电流。
看驱动需求，为什么要看Qg？
IGBT栅极不能简单看成一个固定容量的电容，因为它的电容会随工作电压变化，开关过程中集电极电压也在变化。
因此，估算驱动需求时，经常会用到总栅极电荷Qg和栅极电荷曲线。
Qg可以理解为：在规定测试条件下，把栅极从指定初始状态驱动到指定最终状态，需要送进去多少电荷。母线电压、集电极电流以及栅极驱动电压不同，所需电荷也可能不同，不能只摘一个数字就当成固定常数。
电荷、电流和时间之间的关系是：
Q=∫i dt。
如果只做平均意义上的估算，可以简化为：
I≈Q/t。
例如，假设某个工作条件下需要搬运500nC的栅极电荷，希望在250ns内完成，那么这段充电时间内所需的平均电流就是：
I≈500nC/250ns=2A。
注意，这里的2A是充电这段时间内的平均电流，既不是整个开关周期的平均供电电流，也不等于波形的峰值。
本文数值均为帮助理解的假设例子，不对应某款IGBT的实测结果。Qg/t也不能直接当成完整开通时间的精确预测，实际各阶段的电流并不相同。
栅极电压不再上升，电流就没有了吗？
看IGBT开通波形，栅极电压升到某个位置后，常会出现一段相对平坦的区域，这就是米勒平台。
如果只套用“i=C×dV/dt”，容易产生一个疑问：栅极电压几乎不变，dV/dt接近0，为什么驱动器还要继续送电流？
因为这里除了栅极对发射极的电容，还有栅极与集电极之间的电容CGC。
在典型硬开关开通过程的米勒阶段，栅极电压变化较小，但集电极电压正在明显下降，CGC两端的电压仍在改变，因此仍然需要电流。
如果关心集电极电压转换阶段的速度，往往需要进一步看这一段的米勒电荷QGC，以及平台期间实际能提供的栅极电流：
tM≈QGC/IG,plateau。
所以，不能用一个固定的输入电容值，把IGBT从开始开通到完全导通的全部过程直接算完。
关断时，还要把电荷取出来
开通时，驱动器向栅极送电荷；关断时，要提供路径把电荷抽走。
这对应驱动器手册里的两个能力：
-
拉电流（Source）： 电流从驱动器输出端流向栅极。
-
灌电流（Sink）： 电流从栅极流入驱动器的下拉通道。
下拉通道会接到0V参考或负电源轨，具体由驱动方式决定。
即使已经关断，另一只功率管切换时也可能通过米勒电容向栅极注入电流。因此，下拉能力除了影响关断过程，也关系到关断保持期间对干扰电流的处理。
因此，下拉能力既影响关断速度，也影响关断期间对米勒干扰电流的泄放。不同的开通、关断需求，是一些驱动器采用不同拉电流和灌电流能力的原因之一。
峰值几安培，电源也要几安培吗？
继续用前面的假设：单次开通需要500nC电荷，每秒开通20000次，也就是20kHz。
以0V到正电压的普通单电源驱动为例，仅栅极充电带来的平均供电电流约为：
Iavg≈Qg×fsw=500nC×20kHz=10mA。
前面充电期间的平均电流是2A，而跨整个周期看，栅极充电所需的平均供电电流只有10mA。原因是大电流只持续很短时间。
这里还没有加上驱动器静态电流、内部损耗、外部下拉电阻等消耗，但已经足以说明：不能拿驱动器的峰值输出电流，直接作为隔离电源的持续输出电流要求。
那短时间的几安培从哪里来？主要依靠驱动器旁边的本地去耦电容提供，电源再持续补充电荷。
只看电荷造成的电容电压下降，有：
ΔV≈Q/C。
假设有效去耦电容为1μF，一次提供500nC电荷，对应压降约0.5V。当然这只说明容量这一项的影响，实际还要考虑电容直流偏压降容、ESR、ESL、走线，以及驱动器推荐值。
电容容量够大，但离驱动器很远，也不一定能在快速瞬态下及时供电。
既然栅极不消耗大直流电流，为什么驱动电路还会发热？
因为每次充电、放电，驱动器输出级、外部栅极电阻、器件内部栅极电阻等阻性环节都会消耗能量。
对普通非能量回收的驱动方式，0V到VON的单电源驱动，栅极充放电相关的平均功率常用下面的关系估算：
Pgate≈Qg×VON×fsw。
仍取Qg=500nC、VON=15V、fsw=20kHz，得到：
Pgate≈0.15W。
它是栅极驱动充放电相关的总功率估算，不代表全部变成驱动芯片自身的热，也不包含IGBT主功率回路的开关损耗。 输出级和内外栅极电阻会分担损耗，驱动器静态及内部额外损耗还需要另算。
如果改成-4V到+15V的双极性驱动，电压摆幅为19V，可用：
Pgate≈Qcycle×19V×fsw。
这里的Qcycle必须对应实际负压到正压之间的电荷变化。手册若只给0V到15V的Qg，不能把这个数原样乘以19V，就认为已经精确包含负压驱动的影响。正负电源轨各自的电流需求也要结合实际驱动结构计算。