功率晶閘管的暫態(tài)熱特性研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著直流輸電、脈沖功率等技術(shù)的發(fā)展,功率晶閘管得到了廣泛的應(yīng)用。晶閘管諸多電氣參數(shù)如浪涌電流、脈寬、壽命等都與晶閘管內(nèi)部PN結(jié)的溫度有密切聯(lián)系。溫度過高將會(huì)給晶閘管所在系統(tǒng)或設(shè)備帶來隱患和危害。因此對(duì)晶閘管溫度特性的研究有助于改進(jìn)和保護(hù)晶閘管。
　　本文從晶閘管特性參數(shù)與其內(nèi)部物理的過程聯(lián)系入手,分析了晶閘管損壞現(xiàn)象和熱特性的關(guān)聯(lián),梳理了晶閘管閥片的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)與宏觀電氣性能的關(guān)系,指明了提高晶閘管脈沖浪涌電流能力的改進(jìn)方向。然后

2、根據(jù)熱傳導(dǎo)理論為基礎(chǔ)建立了晶閘管的傳導(dǎo)-對(duì)流模型,用以研究晶閘管的整體暫態(tài)熱特性。基于暫態(tài)熱特性的分析,得出晶閘管的金屬散熱器厚度并不影響晶閘管芯片暫態(tài)峰值溫度,僅對(duì)其散熱時(shí)間有微弱影響的結(jié)論。并據(jù)此提出了應(yīng)用于低重復(fù)頻率脈沖功率系統(tǒng)中功率晶閘管的小型化方案。小型化后的晶閘管體積和質(zhì)量降為原有型號(hào)的一半,同時(shí)電氣性能沒有受到影響。然后,根據(jù)半導(dǎo)體器件的物理模型,研究了晶閘管芯片內(nèi)部的熱過程,得出芯片的陰極區(qū)域上存在溫度最高點(diǎn),容易引起浪