温度对晶闸管工作特性的影响

　　半导体单晶硅对周围温度的变化十分敏感，例如它的电阻率随着温度变化而变化。当单晶硅制成晶闸管后，晶闸管的各项参数也随温度变化而变化。虽说在较宽的温度范围内晶闸管均能正常工作，但他的参数确实发生了变化。

　　温度对晶闸管参数变化的影响是有规律的，掌握了这个规律一是能在选用适合自己线路特点的晶闸管时提高主动性;二是在应用中能及时发现故障原因，因为违反这个规律的晶闸管应该是有缺陷的不良品。

　　一、 温度对正反向耐压和漏电流的影响

　　随着环境温度升高，晶闸管正反向耐压，即击穿电压会有所提高，同时漏电流增加，见 (图一)。若温度升高耐压降低，则应该是“不良品”。漏电流随温度升高而增加幅度很大，结温125℃时要比室温时增加约百倍数量级，如某规格晶闸管室温时漏电流为0.05毫安，125℃时要达到几十个毫安甚至更大的数量级。

　　图一 温度与反向耐压和漏电流关系图

　　二、 温度对门极触发电流的影响

　　晶闸管工作在允许结温125℃时，称为高温状态。此时漏电流增加，又加上

　　PN结内少子寿命随温度升高而升高，放大系数随之增加。这两点导致门极触发电流随温度升高而下降，至高温状态工作时，已远比室温时为小。为避免过小的触发功率导致误触发，标准规定了“不触发电压”、“不触发电流”等项目，必须要大于此值时晶闸管才能触发，否则为不合格。应该注意，出厂时，门极电流是在室温条件下、阳极电压为6V时的测试值。而实用时为高温高压，此时因触发电流变小导致易触发导通。

　　三、 温度对开关时间的影响

　　开关时间包括开通与关断两个时间。温度对开通时间影响不大，但对关断时间影响很大，如 (图二) 所示。所以标准规定关断时间测量必须在高温条件下进行。高温测试关断时间比室温测试要增至1.5到2倍。导通时，PN结两边积累了携带电荷流动的“少数载流子”简称“少子”，关断过程是一个电荷消失的过程，此时间长短称为“关断时间”，是与“少子寿命”有关。少子寿命随温度升高而增加，积累的电荷消失更为不易，关断过程加长，“关断时间”增加。

　　图二 温度与关断时间关系曲线图

　　四、 温度对dv/dt的影响

　　线路中，过高的dv/dt会导致晶闸管导通。触发电流偏小的晶闸管承受dv/dt能力相应也弱。同样，温度升高触发电流变小，晶闸管承受dv/dt能力相应下降。标准规定晶闸管必须在高温条件下进行dv/dt的测试。

　　图三 维持电流与温度关系曲线图

　　五、 温度对维持电流的影响

　　维持电流是温度的函数。随温度升高而减小，而且变化的幅度较大。应用者在使用时，应加以充分考虑，见(图三)。出厂提供的维持电流是在室温时测出的。

　　六、 温度对通态特性的影响

　　温度升高晶闸管的通态压降减小。人们利用晶闸管的这个特性进行“结温”测试。先找出温度与某种晶闸管通态压降的关系曲线。反之，测出该种晶闸管工作时通态压降，就能在关系曲线上找到相应的温度值，此温度即为此时的芯片结温。

　　编者简介：朱英文：(1939- )，高级工程师，现任北京京仪椿树整流器有限责任公司技术顾问，中国电力电子产业网特约顾问，主要研究电力半导体器件的设计、制造、应用中的热设计和电力半导体器件主回路结构设计。曾参与专业词典、书籍的编写、翻译等工作。主要成果有：“无刷励磁发电机用旋转整流管设计和制造”，“晶闸管芯片球面磨角工艺”“大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算方法”等。

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