功率二极管晶闸管电气特性曲线，功率二极管晶闸管电气特性

很多朋友对功率二极管晶闸管电气特性曲线，功率二极管晶闸管电气特性不是很了解，六月小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

编者按：功率二极管晶闸管广泛应用于交流/DC变换器、UPS、交流静态开关、SVC和电解氢，但大多数工程师对这类双极器件的熟悉程度不及IGBT，所以我们整理了六个系列，包括正向特性、动态特性、控制特性、保护和损耗以及热特性。内容摘自英飞凌英语应用指南AN2012-01 《双极性半导体技术信息》。03电气特性

二极管和晶闸管的电气特性随温度而变化，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。最大值是厂家以绝对极限值的形式给出的，即使在短时间内也不能超过，否则可能会降低或损坏元器件的功能。特征值是规定条件下的数据分布范围，可作为进货检验的依据。3.1正向

正向关态特性是晶闸管正向特性的一部分，描述了正向关态电流和正向关态电压的瞬时值。3.1.1正向关断状态电流iDiD是晶闸管处于关断状态时流经主端子的电流。在数据手册中，该值是针对电压VDRM和最高结温Tvjmax而规定的。正向关断状态电流随结温Tvj而变化(见图7)。3.1.2正向关断电压vDvD是晶闸管处于关断状态时施加在主端子上的电压。3.1.2.1正向关断状态重复峰值电压VDRM。

VDRM是正向关断状态下所有重复峰值电压中的最大重复电压值。在DC应用中有必要降低VD(DC)。另见3.1.2.3一节。考虑到工作过程中产生的瞬态电压，晶闸管的峰值电源电压通常等于最高额定关态重复峰值电压除以1.5-2.5之间的安全系数。

当瞬态电压已知时，通常采用较低的安全系数。这种情况通常是储能大的自动换向变换器。对于电网提供的暂态水平未知的变流器，安全电压裕度最好为2.0至2.5。如果运行期间可能产生超过最大允许关断状态重复峰值电压的瞬态电压，则必须提供适当的瞬态电压保护网络(见7.1)。3.1.2.2正向关断状态非重复峰值电压VDSM。

VDSM是施加在晶闸管上的直流电压的最高额定非重复峰值，在任何情况下晶闸管上的直流电压都不得超过该值。3.1.2.3正向关断状态DC电压VD(DC)

VD(DC)是关断模式下长期允许的正向DC电压。对于本文所述的半导体，该值约为关态重复峰值电压的一半。这对100fit(单位时间间隔内的失败次数；1fit=failure -每小时9次，即设备每109小时失效一次)有效。可根据要求提供不同DC电压的预期故障率。3.1.3正向翻转电压V(BO)

V(BO)是晶体管在指定栅极电流下从关断状态切换到导通状态时的直流电压。例外：对于集成有转向二极管(BOD)的光触发晶闸管(LTT ), V(BO)是晶闸管保护触发所需的最小电压。3.1.4门极开度V(BO)0V(B0)0的正向转折电压是对应于零门极电流的转折电压。用高于V(B0)0的电压触发晶闸管可能会导致设备损坏。例外：光触发晶闸管受集成转向二极管(BOD)保护。

3.1.5保持电流IHIH是保持晶闸管导通状态所需的最小导通状态电流值。IH随着结温的升高而降低(见图9)。与同等规格的电触发晶闸管相比，光触发晶闸管的保持电流要小得多。3.1.6保持电流ILIL是指门极电流衰减后晶闸管维持导通状态所需的导通电流。保持电流随栅极电流的变化率、峰值、持续时间和结温而变化(见图9)。

例外：与同规格的电触发晶闸管相比，光触发晶闸管的保持电流要小得多。3.1.7通态电流IT、iTAV、ITRMS、IF、IFAV、IFRMS通态电流是指晶闸管(iT、ITAV、ITRMS)或二极管(iF、iFAV、IFRMS)处于通态时流经主端子的电流。各参数的含义为：iT，iF=瞬时值ITAV，IFAV=平均值ITRMS，IFRMS=RMS(均方根)3.1.8通态电压vT，vF。

VT和vF是在指定导通状态电流下施加于主引脚的电压。通态电压随结温而变化。数据手册中给出的导通状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。3.1.9通态特性通态特性是指二极管或晶闸管在规定结温下完全导通状态下的通态电流和通态电压之间的关系。3 . 1 . 10 vt(TO)、VF(TO)和RT的轮廓近似值。

等值线图是晶闸管(VT(TO)、rT)或二极管(VF(TO)、rT)的通态特性的近似值，用于计算通态功耗。各参数的含义为：VT(TO)，VF(TO)=阈值电压rT=微分电阻或斜坡电阻。

VT(TO)和VF(TO)的值是轮廓近似值和电压轴的交点值，rT由轮廓的上升率计算得出。根据冷却情况，可能需要根据应用调整数据表中显示的轮廓。因此，在某些数据手册中，VT(TO)、VF(TO)和rT可能会有额外的低电平值。

对于具有高阻断电压(t.1N，t . 3N，d . 1n)，等值线显示为典型正态特征的近似值，描述了统计分布中约50%的值。在使用许多相同元件的应用中，典型等值线可用于计算整个器件的传导损耗。3.1.11最大平均通态电流ITAVM，IFAVM

根据DIN VDE 0558第1部分，ITAVM和IFAVM是单相半波阻性负载电路中导通状态电流的最大容许连续平均值，在额定外壳温度TC和40至60Hz的频率下进行评估。在低阻断电压的晶闸管或二极管的数据手册中提供了一个图表，该图表显示了对应于各种电流导通角的最大平均通态电流和最大允许外壳温度TC。

此图只考虑了导通损耗。对于具有高阻电压（》2200 V）的元件，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）的元件，相应数据表中不提供此图。

3.1.12 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。

3.1.13 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）的元件，数据手册中不提供此图。

3.1.14 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）的元件，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。

3.1.15 通态浪涌电流ITSM、IFSM

ITSM、IFSM是指在25C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）。

3.1.16 最大额定值idt

idt是通态浪涌电流的平方对时间的积分。

最大额定idt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idt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。

以上知识分享希望能够帮助到大家！