晶閘管是一種電流控制型的雙極型半導(dǎo)體器件，它求門極驅(qū)動(dòng)單元類似于一個(gè)電流源，能向晶閘管的門極提供一個(gè)特別陡直的尖峰電流脈沖，以保證在任何時(shí)刻均能可靠觸發(fā)晶閘管。晶閘管的門極觸發(fā)脈沖特性對(duì)晶閘管的額定值和特性參數(shù)有非常強(qiáng)烈的影響。我們建議用戶應(yīng)用中采用強(qiáng)觸發(fā)方式，觸發(fā)脈沖電流幅值ig大于或等于10igt；脈沖上升時(shí)間tr≤1μs。為了保證器件可靠工作，ig必須遠(yuǎn)大于igt。

但在實(shí)際應(yīng)用中，許多用戶觸發(fā)脈沖電流幅值和脈沖上升時(shí)間遠(yuǎn)未能滿足上述要求。尤其在電機(jī)軟啟動(dòng)領(lǐng)域，許多整機(jī)廠給出的觸發(fā)脈沖非常臨界，某些情況下竟無法讓元件開通。在中頻電源領(lǐng)域，逆變器件的觸發(fā)脈沖一般陡度較差。針對(duì)不同門極觸發(fā)條件對(duì)晶閘管開通特性的影響問題，我們進(jìn)行了一系列的模擬試驗(yàn)。

一．觸發(fā)脈沖幅值對(duì)晶閘管開通的影響

晶閘管樣品：臺(tái)基公司 y45kke 實(shí)測(cè)門極參數(shù) igt： 78 ma ，vgt：1.25v。

在 vd：300v，di/dt：130a條件下試驗(yàn)。

下圖a、b、c分別為觸發(fā)脈沖幅值ig =1a、200ma、80ma時(shí)的元件開通電壓波形。

由上圖可見，晶閘管的門極觸發(fā)電流幅值對(duì)元件的開通速度有十分明顯的影響，高的門極觸發(fā)電流可以明顯降低器件的開通時(shí)間。下表為不同門極觸發(fā)電流值下測(cè)試所得的器件開通時(shí)間值。

 

 

 

可見，在觸發(fā)脈沖幅值接近于器件igt時(shí)，器件雖可開通，但器件開通的延遲效應(yīng)非常明顯，可能會(huì)高達(dá)數(shù)十微妙，這對(duì)于整機(jī)設(shè)備的可靠控制、安全運(yùn)行是不利的。

 

二．觸發(fā)脈沖上升時(shí)間（陡度）對(duì)晶閘管開通的影響

晶閘管樣品：臺(tái)基公司 y70kkg 門極參數(shù) igt： 129 ma ；vgt：1.69v。

在 vd：300v，di/dt：130a/μs條件下試驗(yàn)。

下圖d、e分別為觸發(fā)脈沖幅值500ma上升時(shí)間0.5μs、 1.5μs時(shí)的元件開通電壓波形。

三．晶閘管可靠觸發(fā)對(duì)門極觸發(fā)源要求

1．  一般要求：

鑒于晶閘管的門極觸發(fā)脈沖特性對(duì)晶閘管開通過程的影響。好的觸發(fā)脈沖可以使器件的開通時(shí)間縮短、開通損耗減小、器件耐受di/dt的能力增強(qiáng)。用戶應(yīng)用中應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)方式，

觸發(fā)脈沖電流幅值：ig=10igt；

脈沖上升時(shí)間：tr≤1ms；

門極脈沖寬度大于10ms;

為了保證器件可靠工作，ig必須遠(yuǎn)大于igt。

2．高di/dt下運(yùn)用：

器件在高di/dt下運(yùn)用時(shí)，特別是當(dāng)晶閘管的阻斷電壓很高時(shí)，在開通過程中門-陰間橫向電阻所產(chǎn)生的電壓可能會(huì)超過門極電壓，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)归T極電流倒流。這種負(fù)的門極電流會(huì)引起開通損耗增加或器件因di/dt損壞?？赡軙?huì)導(dǎo)致器件高di/dt損壞。

下圖為一只y50kke器件在vg 10v，di/dt 1200a/μs條件下的ig波形?？梢娫谄骷_通1ms后，出現(xiàn)了門極電流倒流的現(xiàn)象。

 

因此，我們要求在高di/dt下運(yùn)用時(shí)
門極觸發(fā)電源電壓vg不低于20v，或在門極線路上串聯(lián)二極管，防止門極電流倒流。

3．晶閘管串并聯(lián)使用

晶閘管的串聯(lián)：晶閘串聯(lián)管應(yīng)用時(shí)，要求其相互串聯(lián)的每個(gè)晶閘管應(yīng)盡可能地一致開通，這是因?yàn)檩^慢開通的器件可能承受過電壓，這就要求同組相串聯(lián)的晶閘管之間有Zui小的門極開通延遲時(shí)間偏差δtd ，而強(qiáng)的門極觸發(fā)脈沖能使這個(gè)延遲時(shí)間偏差δtd 降到Zui小。

晶閘管的并聯(lián)：陡而強(qiáng)的門極觸發(fā)脈沖能使并聯(lián)晶閘管開通特性的不平衡降至Zui小，從而使有的均流效果。

在晶閘管串并聯(lián)使用時(shí)，要求：

igm ≈1- 3a

dig/dt ≥ 1a/m s

tr ≤1 m s

tp(igm) =5- 20 m s