理论教育 阴极(阳极)短路发射极结构优化分析

阴极(阳极)短路发射极结构优化分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-18 SCR的短路发射极结构双极型器件,尤其是四层三结器件在阻态时,其正向耐压和反向耐压有所不同,因为承受耐压的结不同;同时该类器件在阻态时,容易被外界干扰,使得器件误导通。为提高正向偏置的耐压值,使得正反偏置耐压对称,同时保证阻态的可靠性,往往在器件内部设计一个短路发射极结构,如图5-18所示。阴极上的金属将发射极J3短接。

阴极(阳极)短路发射极结构优化分析

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图5-18 SCR的短路发射极结构

双极型器件,尤其是四层三结(SCR、GTO及其IGCT)器件在阻态时,其正向耐压和反向耐压有所不同,因为承受耐压的结不同;同时该类器件在阻态时,容易被外界干扰,使得器件误导通。为提高正向偏置的耐压值,使得正反偏置耐压对称,同时保证阻态的可靠性,往往在器件内部设计一个短路发射极结构,如图5-18所示。阴极上的金属将发射极J3短接。由于J3结正向门槛电压UO(0.7V)的存在,阳极电流(横向流动)在短路点流入阴极,α2=0;另一方面,横向电流在横向电阻Rg上产生横向压降U=IgRg(横),当Ig增大,U增加到一定程度,电流直接从J3结流过。此时,Rg反映了短路效果,一般地,选取Rg=30~50Ω为佳。

短路发射极结构设计的效果即为:不管α2的设计制造有多大,小电流(阻态状态)时,α2→0,从而使得四层三结器件保持阻态。另外,正反向耐压如下式所示:(www.daowen.com)

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可以看到:当有短路发射极结构后,α2→0,则正反向耐压基本相等了,同时亦使器件正向耐压提高了。尤其在高温下,一般α2都将增大,致使器件的高温耐压下降,而有了短路发射极,则使阻断时的α2=0,使高温耐压保持或略有提高,进一步提高了器件的du/dt耐量。

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