编者按@@
功率二极管晶闸管广泛应用于@@AC/DC变换器@@、UPS、交流静态开关@@、SVC和@@电解氢等场合@@，但大多数工程师对这类双极性器件的@@了解@@不及对@@IGBT的@@了解@@，为此我们组织了@@6篇连载@@，包括正向@@特性@@，动态特性@@，控制特性@@，保护以及损耗与@@热特性@@。
内容摘自英飞凌英文版应用指南@@AN2012-01《双极性半导体技术@@信息@@》。
电气特性@@
二极管和@@晶闸管的@@电气特性@@随温度变化而变@@化@@，因此@@只有针对特定温度给出的@@电气特性@@才是有效@@的@@@@。除非另有说明@@，否则数据手册中的@@所有值@@均适用于@@40至@@60Hz的@@电源频率@@。
最大@@值@@为制造商以绝对极限值@@形式给出的@@值@@@@，通常即@@使在短时间内也不可超过此值@@@@，否则可能导致@@188足彩外围@@app 功能下降或@@损坏@@。特征值@@为规定条件下的@@数据分布范围@@，可以用作进厂检验依据@@。
一@@、正向@@
正向@@断态特性为晶闸管正向@@特性的@@一@@部分@@@@，这部分@@特性描述了正向@@断态电流@@@@和@@正向@@断态电压@@的@@瞬时值@@@@@@。
• 正向@@断态电流@@@@iD
iD是晶闸管处于断态时正向@@流过主端子的@@电流@@。在数据手册中@@，该值@@是针对电压@@VDRM和@@最高结温@@Tvjmax规定的@@@@。
正向@@断态电流@@@@随结温@@Tvj而变@@（见@@图@@@@7）。
• 正向@@断态电压@@vD
vD是晶闸管处于断态时正向@@施加于主端子的@@电压@@。
1. 正向@@断态重复峰值@@@@电压@@VDRM
VDRM是在正向@@断态条件下@@，所有重复峰值@@@@电压中的@@最大@@重复电压值@@@@。
在直流应用中有必要降低@@VD(DC)。另见@@章节@@3.
考虑到工作过程中产生的@@瞬态电压@@，晶闸管工作时的@@电源电压峰值@@@@通常等于最高额定断态重复峰值@@@@电压除以一@@个@@介于@@1.5和@@2.5之间的@@安全系数@@。
在瞬态电压已知的@@情况下通常采用较低安全系数@@。这类情况通常是具有大储能的@@自动换向变流器@@。对于电网@@提供的@@瞬态水平未知的@@变流器@@，首选@@2.0至@@2.5的@@安全电压裕量@@。
如果在工作过程中很可能产生超过最高允许断态重复峰值@@@@电压的@@瞬态电压@@，则必须提供合适的@@瞬态电压保护网@@络@@（见@@7.1）。
2. 正向@@断态不重复峰值@@@@电压@@VDSM
VDSM是施加在晶闸管上的@@正向@@电压中的@@最高额定不重复峰值@@@@@@，任何情况下晶闸管上的@@正向@@电压都不得超过此值@@@@。
3. 正向@@断态直流电压@@VD(DC)
VD(DC)是断态模式中长期允许的@@正向@@直流电压@@。对于本文所述@@的@@半导体@@，该值@@大约是一@@半的@@断态重复峰值@@@@电压@@。这对@@100fit（单位时间间隔内的@@失效次@@数@@；1fit=每小时失@@效@@1小时失@@-9次@@，即@@，器件工作@@109小时失@@效一@@次@@@@）左右的@@失效率是有效@@的@@@@。可应要求提供不同直流电压的@@预期失效率@@。
• 正向@@转折电压@@V(BO)
V(BO)是在规定的@@@@门极电流下@@，晶体管从断态转换到通态时的@@正向@@电压@@。
例外@@：对于集成了转折二极管@@(BOD)的@@光触发晶闸管@@(LTT)，V(BO)是发生晶闸管保护性触发所需的@@最低电压@@
• 门极开路正向@@转折电压@@@@V(BO)0
V(B0)0是零栅电流对应的@@@@转折电压@@。用高于@@V(B0)0的@@电压触发晶闸管可能导致器件损坏@@。
例外@@：光触发晶闸管通过集成的@@转折二极管@@(BOD)得到保护@@。
• 维持电流@@IH
IH是使晶闸管维持通态所必需的@@最小通态电流@@值@@@@。IH随着结温的@@升高而减小@@（见@@图@@@@9）。
与@@规格相当的@@电触发晶闸管相比@@，光触发晶闸管的@@维持电流@@要小得多@@。
• 擎住电流@@IL
IL是指门极电流衰减后@@，晶闸管维持通态所需的@@通态电流@@@@。擎住电流@@随门极电流的@@变化率@@、峰值@@@@、持续时间以及结温而变@@@@（见@@图@@@@9）。
例外@@：与@@规格相当的@@电触发晶闸管相比@@，光触发晶闸管的@@擎住电流@@要小得多@@。
• 通态电流@@iT,ITAV,ITRMS，iF, IFAV, IFRMS
通态电流@@是晶闸管@@(iT,ITAV,ITRMS)或@@二极管@@(iF, IFAV,IFRMS)处于通态时流过主端子的@@电流@@。每个参数@@的@@含义是@@：
iT,iF=瞬时值@@@@
ITAV, IFAV=平均值@@@@
ITRMS, IFRMS=RMS（均方根@@）
• 通态电压@@vT，vF
vT、vF是在规定的@@@@通态电流@@下施加于主端子的@@电压@@。通态电压@@随结温而变@@@@。数据手册中各给出的@@通态电压@@值@@仅对处于完全导通状态的@@晶闸管@@(vT)或@@二极管@@(vF)有效@@。
• 通态特性@@
通态特性@@是指在@@规定结温下@@，二极管或@@处于完全导通状态的@@晶闸管的@@通态电流@@和@@通态电压@@之间的@@关系@@。
• VT(TO)、VF(TO)和@@rT的@@等值@@线近似@@
等值@@线是对晶闸管@@(VT(TO),rT)或@@二极管@@(VF(TO),rT) 的@@通态特性@@的@@近似@@，用于计算通态功率耗散@@。
各参数@@含义为@@：
VT(TO)，VF(TO)=门槛电压@@
rT=微分电阻或@@斜率电阻@@
VT(TO)、VF(TO)的@@值@@是等值@@线近似与@@电压轴的@@交点值@@@@，rT是由等值@@线的@@上升率计算而来的@@@@。可能有必要根据@@应用调整数据手册中显示的@@等值@@线@@，具体取决于冷却情况@@。因此@@，在某些数据手册中@@，VT(TO)、VF(TO)和@@rT可能存在额外的@@低水平值@@@@。
对于具有高阻断电压的@@@@188足彩外围@@app (T...1N,T...3N, D...1N)，等值@@线另外显示为对典型通态特性@@的@@近似@@，其描述的@@大约为统计分布中的@@@@50%值@@。在使用许多相同@@188足彩外围@@app 的@@应用中@@，可使用典型等值@@线类似计算整个装置的@@导通损耗@@。
• 最大@@平均通态电流@@@@ITAVM、IFAVM
根据@@DIN VDE 0558第@@1部分@@，ITAVM、IFAVM是单相半波阻性负载电路中的@@通态电流@@的@@最大@@允许连续平均值@@@@@@，是在规定管壳温度@@TC和@@40至@@60Hz的@@频率下评定的@@@@。
具有低阻断电压的@@晶闸管或@@二极管@@的@@数据手册中提供了一@@张图@@@@，此图@@显示了各种电流导通角对应的@@@@最大@@平均通态电流@@@@和@@最高允许管壳温度@@TC。
此图@@只考虑了导通损耗@@。对于具有高阻电压@@(>2200 V)的@@188足彩外围@@app ，需要考虑额外的@@关断损耗及一@@定程度的@@阻断和@@开通损耗@@。
对于具有极高阻断电压@@(>4kV)的@@188足彩外围@@app ，相应数据表中不提供此图@@@@。
• 最大@@RMS通态电流@@ITRMSM、IFRMSM
ITRMSM、IFRMSM是在将器件的@@所有装配件的@@电应力和@@热应力都考虑在内的@@前提下@@，RMS通态电流@@的@@最大@@允许值@@@@。不论是压接型型还是螺栓型模块@@，通态电流@@都不得超过此电流值@@@@，即@@使晶闸管@@(ITRMSM) 和@@二极管@@(IFRMSM)处于最佳冷却状态@@。
• 通态过载电流@@IT(OV)、IF(OV)
IT(OV)、IF(OV)是指晶闸管@@IT(OV)或@@二极管@@IF(OV)在短时工作中可以传导但又不失去控制性质的@@最大@@允许通态电流@@值@@@@。在通态过载电流@@图@@中@@，此电流是不同预负载和@@时间@@t对应的@@@@50Hz正弦半波峰值@@@@@@。
此图@@未考虑发生在具有高阻断电压的@@器件中的@@阻断或@@关断损耗增加的@@情况@@。对于具有极高阻断电压@@ (>4kV)的@@188足彩外围@@app ，数据手册中不提供此图@@@@。
• 最大@@通态过载电流@@@@IT(OV)M、IF(OV)M
IT(OV)M、IF(OV)M是指为了使晶闸管@@(IT(OV)M)或@@二极管@@(IF(OV)M)不被损坏而必须关断器件时的@@通态电流@@值@@@@。这些值@@专用于设计保护网@@络@@。流经晶闸管的@@电流达到该值@@时@@，晶闸管可能暂时失去正向@@阻断能力和@@可控性@@。
最大@@通态过载电流@@@@特性将该值@@显示为与@@时间@@@@t对应的@@@@50Hz正弦半波峰值@@@@@@。分为两种情况@@：空载工作超前和@@在最大@@平均通态电流@@@@下工作超前@@。
单独数据手册中提供的@@最大@@通态过载电流@@@@特性适用于反向重复峰值@@@@电压的@@@@80%的@@反向阻断电压@@@@。如果实际反向电压更低@@，则超前连续最大@@通态过载电流@@@@@@ ITAVM允许为更大的@@最大@@通态过载电流@@@@@@，如图@@@@11和@@图@@@@12所示@@。无法据此确定无超前负载器件的@@状况@@。
此图@@未考虑发生在具有高阻断电压的@@器件中的@@阻断或@@关断损耗增加的@@情况@@。对于具有极高阻断电压@@ (>4kV)的@@188足彩外围@@app ，数据手册中不提供此图@@@@。这些器件的@@保护设计如章节@@7.2所述@@。
• 通态浪涌电流@@ITSM、IFSM
ITSM、IFSM是指在@@25°C的@@条件下@@（相当于在无负载状态下短路@@）或@@在最高允许结温下的@@开通状态下@@（相当于在永久加载最大@@允许电流后短路@@），一@@个@@ 50Hz正弦半波电流脉冲的@@最大@@允许峰值@@@@@@。当半导体承受通态浪涌电流@@时@@，器件失去阻断能力@@。因此@@，随后不得施加负向电压@@。如果结温已回落至@@允许的@@工作温度范围内@@，则在故障情况中这种应力可能以一@@种非周期性方式重复出现@@。
超过最大@@允许值@@时@@，器件可能损坏@@（如需了解详情@@，请参阅章节@@7.2过流保护@@）。
• 最大@@额定@@值@@@@∫i²dt
∫i²dt是通态浪涌电流@@的@@平方对时间的@@积分@@。
最大@@额定@@∫i²dt值@@可用于确定短路保护@@（见@@7.2）。
对于周期短于@@10ms的@@正弦半波@@，最大@@额定@@∫i²dt值@@如图@@@@@@13所示@@。电压应力和@@重复性同样适用于通态浪涌电流@@@@。超过最大@@允许值@@时@@，器件可能损坏@@。此外@@，尤其是对大直径晶闸管而言@@，不得超过允许的@@临界开通电流变化率@@(di/dt)cr。
