开关晶闸管上

从off-state到on-state转变的动力学特征是由开关的开启时间功率半导体晶闸管,通常从栅极电流脉冲开始计算,直到阳极电流达到规定值或阳极电压下降到规定的小值。在这种情况下,开启时间通常分为两个阶段:开启延迟时间和上升时间。

在延迟时间内,阳极电流和电压没有明显变化。如果栅极电流有一个尖锐的前缘,即闸管作用在晶闸管上可以认为是脉冲的,那么延迟时间近似等于过剩电子-空穴对电荷结构在轻掺杂层中的积累时间,等于Q暴击,加上电子和空穴通过重掺杂层的旅行时间。

在上升时间,晶闸管的实际过渡到通电状态发生后,完成这一阶段,晶闸管所在的设备表现得像这个固态开关关闭。功率半导体晶体闸流管,作为一个规则,操作与一个active-inductive负载电路,电流上升时间,晶闸管开关关闭后,是由当前的上升时间,通常他们不使用目前的阳极电流上升到一个指定的值,但是晶闸管上的阳极电压降至指定值的时刻,远小于源电压,即晶闸管开关可以有条件地认为关闭的时刻。

应该注意的是,作为一个规则,导通的结束力矩并不对应于晶闸管在整个区域的物理开关。导通状态的传播过程更长,可能需要几毫秒,而由上述规则确定的晶闸管的导通时间只需要几微秒。

晶闸管切换了

从开启状态到关闭状态的动力学特征有两个物理过程:反向阻断特性的恢复和正向阻断特性的恢复。

功率半导体晶闸管的反向回收过程一般类似于功率半导体晶闸管的反向回收过程功率半导体二极管并具有相似的特征。在功率半导体晶闸管的情况下,其高压发射极p-n结,通常是阳极p-发射极,发生反向恢复,伴随着其空间电荷区扩展和去除部分过剩电子和空穴积累在轻掺杂层。

由于晶闸管进行操作的阳极电流密度n -和p-base层充斥着过量的电子空穴对,类似于国家电力半导体二极管,反向电压的相位延迟在其反向恢复过程非常接近的二极管。

在这一阶段结束时,部分p基从多余的电子-空穴对中释放出来。结果,一个障碍被创造为移除电子进入n+发射器,和正向偏置集电极p-n结开始注入空穴到n基。

由于这种晶体管效应,有一个轻微的增加电流和反向恢复电荷在晶闸管类似的二极管结构.然而,这种效应,作为一个规则,只有在反向恢复电流衰减的阶段结束时才变得显著,这导致一个比功率半导体二极管更显著的反向恢复尾部电流。

这种晶体管相位的反向电流流甚至在功率半导体晶闸管的反向电压达到源电压后仍在继续。从n基中去除多余电子大大减少,通过反偏压阳极发射器p-n结的多余空穴的流动被前偏压集电极p-n结注入的空穴的流动补偿。结果,n-碱基中多余电子-空穴对的数量减少主要是由于它们的复合。

因此,反向阻塞的恢复已经发生,即,一个反向电压应用于功率半导体晶闸管,然而,过量的电子-空穴对的大量电荷仍然留在n基。如果施加在晶闸管上的电压极性改变,那么集电极p-n结的反向恢复过程将发生,因为它将处于反向偏置。

这个p-n结恢复电流的脉冲可以导致晶闸管结构的重新激活,即正向阻塞尚未恢复。

为了防止晶闸管结构切换时,必须使集电极p-n结的反向回收电荷保持小于Q暴击.但这个电荷与电压极性逆转时多余的电子-空穴对的电荷成比例。

由于n-碱中多余电子-空穴对的电荷由于重组而随时间减少,这一条件将在某一时刻得到满足。从反向恢复时改变阳极电流方向的瞬间到功率半导体晶闸管不开关时改变阳极电压极性的瞬间之间的最短时间间隔称为关断时间- t

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