溫度對晶閘管工作特性的影響

半導體單晶硅對周?chē)鷾囟鹊淖兓置舾?，例如它的電阻率隨著(zhù)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(shuō)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(shí)發(fā)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(gè)規律一是能在選用適合自己線(xiàn)路特點(diǎn)的晶閘管時(shí)提高主動(dòng)性;二是在應用中能及時(shí)發(fā)現故障原因，因為違反這個(gè)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(zhù)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，則應該是“不良品”。漏電流隨溫度升高而增加幅度很大，結溫125℃時(shí)要比室溫時(shí)增加約百倍數量級，如某規格晶閘管室溫時(shí)漏電流為0.05毫安，125℃時(shí)要達到幾十個(gè)毫安甚至更大的數量級。

圖一 溫度與反向耐壓和漏電流關(guān)系圖

二、 溫度對門(mén)極觸發(fā)電流的影響

晶閘管工作在允許結溫125℃時(shí)，稱(chēng)為高溫狀態(tài)。此時(shí)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(diǎn)導致門(mén)極觸發(fā)電流隨溫度升高而下降，至高溫狀態(tài)工作時(shí)，已遠比室溫時(shí)為小。為避免過(guò)小的觸發(fā)功率導致誤觸發(fā)，標準規定了“不觸發(fā)電壓”、“不觸發(fā)電流”等項目，必須要大于此值時(shí)晶閘管才能觸發(fā)，否則為不合格。應該注意，出廠(chǎng)時(shí)，門(mén)極電流是在室溫條件下、陽(yáng)極電壓為6V時(shí)的測試值。而實(shí)用時(shí)為高溫高壓，此時(shí)因觸發(fā)電流變小導致易觸發(fā)導通。

三、 溫度對開(kāi)關(guān)時(shí)間的影響

開(kāi)關(guān)時(shí)間包括開(kāi)通與關(guān)斷兩個(gè)時(shí)間。溫度對開(kāi)通時(shí)間影響不大，但對關(guān)斷時(shí)間影響很大，如 (圖二) 所示。所以標準規定關(guān)斷時(shí)間測量必須在高溫條件下進(jìn)行。高溫測試關(guān)斷時(shí)間比室溫測試要增至1.5到2倍。導通時(shí)，PN結兩邊積累了攜帶電荷流動(dòng)的“少數載流子”簡(jiǎn)稱(chēng)“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(cháng)短稱(chēng)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(cháng)，“關(guān)斷時(shí)間”增加。

圖二 溫度與關(guān)斷時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖

四、 溫度對dv/dt的影響

線(xiàn)路中，過(guò)高的dv/dt會(huì )導致晶閘管導通。觸發(fā)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(fā)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(jìn)行dv/dt的測試。

圖三 維持電流與溫度關(guān)系曲線(xiàn)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(shí)，應加以充分考慮，見(jiàn)(圖三)。出廠(chǎng)提供的維持電流是在室溫時(shí)測出的。

六、 溫度對通態(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“結溫”測試。先找出溫度與某種晶閘管通態(tài)壓降的關(guān)系曲線(xiàn)。反之，測出該種晶閘管工作時(shí)通態(tài)壓降，就能在關(guān)系曲線(xiàn)上找到相應的溫度值，此溫度即為此時(shí)的芯片結溫。

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