溫度對(duì)晶閘管工作特性的影響

半導(dǎo)體單晶硅對(duì)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(dāng)單晶硅制成晶閘管后，晶閘管的各項(xiàng)參數(shù)也隨溫度變化而變化。雖說(shuō)在較寬的溫度范圍內(nèi)晶閘管均能正常工作，但他的參數(shù)確實(shí)發(fā)生了變化。

溫度對(duì)晶閘管參數(shù)變化的影響是有規(guī)律的，掌握了這個(gè)規(guī)律一是能在選用適合自己線路特點(diǎn)的晶閘管時(shí)提高主動(dòng)性;二是在應(yīng)用中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因，因?yàn)檫`反這個(gè)規(guī)律的晶閘管應(yīng)該是有缺陷的不良品。

一、 溫度對(duì)正反向耐壓和漏電流的影響

隨著環(huán)境溫度升高，晶閘管正反向耐壓，即擊穿電壓會(huì)有所提高，同時(shí)漏電流增加，見(jiàn) (圖一)。若溫度升高耐壓降低，則應(yīng)該是“不良品”。漏電流隨溫度升高而增加幅度很大，結(jié)溫125℃時(shí)要比室溫時(shí)增加約百倍數(shù)量級(jí)，如某規(guī)格晶閘管室溫時(shí)漏電流為0.05毫安，125℃時(shí)要達(dá)到幾十個(gè)毫安甚至更大的數(shù)量級(jí)。

圖一 溫度與反向耐壓和漏電流關(guān)系圖

二、 溫度對(duì)門極觸發(fā)電流的影響

晶閘管工作在允許結(jié)溫125℃時(shí)，稱為高溫狀態(tài)。此時(shí)漏電流增加，又加上

PN結(jié)內(nèi)少子壽命隨溫度升高而升高，放大系數(shù)隨之增加。這兩點(diǎn)導(dǎo)致門極觸發(fā)電流隨溫度升高而下降，至高溫狀態(tài)工作時(shí)，已遠(yuǎn)比室溫時(shí)為小。為避免過(guò)小的觸發(fā)功率導(dǎo)致誤觸發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“不觸發(fā)電壓”、“不觸發(fā)電流”等項(xiàng)目，必須要大于此值時(shí)晶閘管才能觸發(fā)，否則為不合格。應(yīng)該注意，出廠時(shí)，門極電流是在室溫條件下、陽(yáng)極電壓為6V時(shí)的測(cè)試值。而實(shí)用時(shí)為高溫高壓，此時(shí)因觸發(fā)電流變小導(dǎo)致易觸發(fā)導(dǎo)通。

三、 溫度對(duì)開關(guān)時(shí)間的影響

開關(guān)時(shí)間包括開通與關(guān)斷兩個(gè)時(shí)間。溫度對(duì)開通時(shí)間影響不大，但對(duì)關(guān)斷時(shí)間影響很大，如 (圖二) 所示。所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定關(guān)斷時(shí)間測(cè)量必須在高溫條件下進(jìn)行。高溫測(cè)試關(guān)斷時(shí)間比室溫測(cè)試要增至1.5到2倍。導(dǎo)通時(shí)，PN結(jié)兩邊積累了攜帶電荷流動(dòng)的“少數(shù)載流子”簡(jiǎn)稱“少子”，關(guān)斷過(guò)程是一個(gè)電荷消失的過(guò)程，此時(shí)間長(zhǎng)短稱為“關(guān)斷時(shí)間”，是與“少子壽命”有關(guān)。少子壽命隨溫度升高而增加，積累的電荷消失更為不易，關(guān)斷過(guò)程加長(zhǎng)，“關(guān)斷時(shí)間”增加。

圖二 溫度與關(guān)斷時(shí)間關(guān)系曲線圖

四、 溫度對(duì)dv/dt的影響

線路中，過(guò)高的dv/dt會(huì)導(dǎo)致晶閘管導(dǎo)通。觸發(fā)電流偏小的晶閘管承受dv/dt能力相應(yīng)也弱。同樣，溫度升高觸發(fā)電流變小，晶閘管承受dv/dt能力相應(yīng)下降。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定晶閘管必須在高溫條件下進(jìn)行dv/dt的測(cè)試。

圖三 維持電流與溫度關(guān)系曲線圖

五、 溫度對(duì)維持電流的影響

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

六、 溫度對(duì)通態(tài)特性的影響

溫度升高晶閘管的通態(tài)壓降減小。人們利用晶閘管的這個(gè)特性進(jìn)行“結(jié)溫”測(cè)試。先找出溫度與某種晶閘管通態(tài)壓降的關(guān)系曲線。反之，測(cè)出該種晶閘管工作時(shí)通態(tài)壓降，就能在關(guān)系曲線上找到相應(yīng)的溫度值，此溫度即為此時(shí)的芯片結(jié)溫。

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