大功率晶体管的“二次击穿”及其防护措施大功率晶体管的“二次击穿”及其防护措施.pdf

综合以上分析，鸟台输出矩形脉冲高度相同、依次初相角差为口 、 宽度缩短 角的单相逆 变器组成的脉幅调制逆变器输出阶梯波电压所含各次谐波的幅值与口台输出矩形脉冲高度相 同、宽度为18O。、初相角相同的单相逆变器组成的非调制逆变器输出矩形波电压．]听含各次谐 波幅值相比较，其谐波的削弱程度取决于谐波削减系数 sin~va dp1，= z ．cos盟 ~sinva 2 争 式中0 口一单相逆变器的台数 口一各台单相逆变器输出矩形脉冲电压依次的初相角差 一 各台单相逆变器输出矩形脉冲电压宽度缩短角 若取q=3、口=20。、 ：40。时，则得 Kdp1=0．902、 Kdps：0．334、 Kdp6=0．038、 Kdp7=0．135、 Kdp日=0．333、 Kdp儿=0．136。 可见当我们在设计脉幅调制逆变器时，选取不问的单相逆变器台数口、不同的初相角差 口和不同的脉冲宽度缩短角 ，可取得若干组谐波削减系数的数据。比较分析后，选择对基 波削减程度小、对谐波削减程度大的那组数据所选用的口、 、值作为设计参数值，确定组成 脉幅调制逆变器的单相逆变器台数、输出矩形脉冲电压依次的初相角差和脉冲宽度缩短角。 最后，值得提出的是，1—5式与电机交流绕组的绕组系数形式完全相同，仅式中某些 符号的意义不同。在电机学中，口为每极每相槽数，口为槽角度， 为绕组元件的短距角。因 此，电机交流绕组的设计思想就可作为脉幅调制逆变器设计时选取单相逆变器台数、初相角 差和脉冲宽度的重要借鉴。 大功率晶体管的二“次击穿 及其防护措施 卜荣宗 郑绍鼎 在用小功率晶体管设计功率放大器时，只要把工作状态限制在由最大集电极电流Ic、 集电极最大允许功耗P。和集电极反向击穿电压BV a围成的安全工作区内，电路就可以安 全可靠地工作。如果对大功率晶体管电路也按常规设计，那么在开、关电源或大信号冲击瞬 间，往往会出现晶体管突然损坏的现象。实验表明，管子损坏时管壳并不发热，因而人们称之 谓 冷“死”。出现 “冷死”的主要原因，是大功率晶体管发生了 “二次击穿”(．SecondBreak— do )，简称为 SB，，。目前国内各生产厂家虽然在改善大功率晶体管性能方面作了大量工 作，但仍未找出从根本上消除 “SB’，的方法。本文首先简单介绍晶体管 “二次击穿”的机 理，而后着重讨论如何设计电路，保护大功率晶体管的工作安全。 一 35— 一 、 大功率晶体管的 “=次击穿”特性及其安全工作区 如果用图示仪测试晶体三极管的 发特性，若令其基极开路(正偏或反偏)，当扫描电压 增大到某一值时，首先出现 迅速增大、Vce基本不变的一次(雪崩)击穿区(如图一中 一丑 段所示)，而后随着扫描电压的继续增大，经过r基本不变、 ce迅遵下降的负阻区(如图一 中 一C段所示)，最后出现Vce缓慢下降、jc急剧上升的现象， 就是 “二次击穿”现象 (如图一中C—D段所示)。二次击穿现象发生点B对应的电压和电流分别称为 “二次击穿 电 压” B、 “二次击穿电流” ，两者的乘积称为 “二次击穿耐量”P =I V 。图二 示出了晶体管在正偏、反偏和基报开路情况下的二次击穿特性。各曲线的二次击穿发生点的 连线称为 “二次击穿耐量线”，或 “二次击穿临界电压线”，如图二中虚线所示。 为解释二次击穿现象，人们提出了各种模型和理论，但都无法完全说明二次击穿的实质 及其发展过程。一种有代表性的观点认为，二次击穿总是与晶体管内部电流集中过程密切相 关的，引起电流集中的原因可以归结为两个方面：