功率晶閘管的暫態(tài)熱特性研究及應用.pdf

1、隨著直流輸電、脈沖功率等技術的發(fā)展,功率晶閘管得到了廣泛的應用。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部PN結的溫度有密切聯(lián)系。溫度過高將會給晶閘管所在系統(tǒng)或設備帶來隱患和危害。因此對晶閘管溫度特性的研究有助于改進和保護晶閘管。
　　本文從晶閘管特性參數(shù)與其內部物理的過程聯(lián)系入手,分析了晶閘管損壞現(xiàn)象和熱特性的關聯(lián),梳理了晶閘管閥片的各項設計參數(shù)與宏觀電氣性能的關系,指明了提高晶閘管脈沖浪涌電流能力的改進方向。然后

2、根據(jù)熱傳導理論為基礎建立了晶閘管的傳導-對流模型,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,僅對其散熱時間有微弱影響的結論。并據(jù)此提出了應用于低重復頻率脈沖功率系統(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量降為原有型號的一半,同時電氣性能沒有受到影響。然后,根據(jù)半導體器件的物理模型,研究了晶閘管芯片內部的熱過程,得出芯片的陰極區(qū)域上存在溫度最高點,容易引起浪