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溫度對晶閘管工作特性的影響

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2021/6/24     瀏覽次數:    

半導體單晶硅對周圍溫度的變化十分敏感,例如它的電阻率隨著溫度變化而變化。當單晶硅制成晶閘管后,晶閘管的各項參數也隨溫度變化而變化。雖說在較寬的溫度范圍內晶閘管均能正常工作,但他的參數確實發生了變化。

溫度對晶閘管參數變化的影響是有規律的,掌握了這個規律一是能在選用適合自己線路特點的晶閘管時提高主動性;二是在應用中能及時發現故障原因,因為違反這個規律的晶閘管應該是有缺陷的不良品。


一、 溫度對正反向耐壓和漏電流的影響

隨著環境溫度升高,晶閘管正反向耐壓,即擊穿電壓會有所提高,同時漏電流增加,見 (圖一)。若溫度升高耐壓降低,則應該是“不良品”。漏電流隨溫度升高而增加幅度很大,結溫125℃時要比室溫時增加約百倍數量級,如某規格晶閘管室溫時漏電流為0.05毫安,125℃時要達到幾十個毫安甚至更大的數量級。

圖一 溫度與反向耐壓和漏電流關系圖


二、 溫度對門極觸發電流的影響

晶閘管工作在允許結溫125℃時,稱為高溫狀態。此時漏電流增加,又加上

PN結內少子壽命隨溫度升高而升高,放大系數隨之增加。這兩點導致門極觸發電流隨溫度升高而下降,至高溫狀態工作時,已遠比室溫時為小。為避免過小的觸發功率導致誤觸發,標準規定了“不觸發電壓”、“不觸發電流”等項目,必須要大于此值時晶閘管才能觸發,否則為不合格。應該注意,出廠時,門極電流是在室溫條件下、陽極電壓為6V時的測試值。而實用時為高溫高壓,此時因觸發電流變小導致易觸發導通。


三、 溫度對開關時間的影響

開關時間包括開通與關斷兩個時間。溫度對開通時間影響不大,但對關斷時間影響很大,如 (圖二) 所示。所以標準規定關斷時間測量必須在高溫條件下進行。高溫測試關斷時間比室溫測試要增至1.5到2倍。導通時,PN結兩邊積累了攜帶電荷流動的“少數載流子”簡稱“少子”,關斷過程是一個電荷消失的過程,此時間長短稱為“關斷時間”,是與“少子壽命”有關。少子壽命隨溫度升高而增加,積累的電荷消失更為不易,關斷過程加長,“關斷時間”增加。

圖二 溫度與關斷時間關系曲線圖


四、 溫度對dv/dt的影響

線路中,過高的dv/dt會導致晶閘管導通。觸發電流偏小的晶閘管承受dv/dt能力相應也弱。同樣,溫度升高觸發電流變小,晶閘管承受dv/dt能力相應下降。標準規定晶閘管必須在高溫條件下進行dv/dt的測試。

圖三 維持電流與溫度關系曲線圖


五、 溫度對維持電流的影響

維持電流是溫度的函數。隨溫度升高而減小,而且變化的幅度較大。應用者在使用時,應加以充分考慮,見(圖三)。出廠提供的維持電流是在室溫時測出的。


六、 溫度對通態特性的影響

溫度升高晶閘管的通態壓降減小。人們利用晶閘管的這個特性進行“結溫”測試。先找出溫度與某種晶閘管通態壓降的關系曲線。反之,測出該種晶閘管工作時通態壓降,就能在關系曲線上找到相應的溫度值,此溫度即為此時的芯片結溫。

此文來源參考電力電子產業網

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