原创 关于可控硅或晶闸管开关的几个特性整理

通过在栅极和阴极端子之间施加正电压，可以开启正向偏置晶闸管。但是从正向阻断模式到正向传导模式需要一些过渡时间。这个过渡时间称为可控硅的开启时间，它可以细分为三个小的间隔，即延迟时间(t d ) 上升时间(t r )、扩展时间(t s )。

可控硅延迟时间

施加栅极电流后，晶闸管将开始在一个非常小的区域内导通。可控硅的延迟时间可以定义为栅极电流从其最终值 I g的 90% 增加到 100% 所用的时间。从另一个角度来看，延迟时间是阳极电流从正向漏电流上升到其最终值的10%，同时阳极电压从其初始值V a的100%下降到90%的时间间隔。

SCR的上升时间是阳极电流从其最终值的 10% 上升到 90% 所用的时间。同时阳极电压将从其初始值V a的90%下降到10% 。降低阳极电压和增加阳极电流的现象完全取决于负载的类型。例如，如果我们连接一个感性负载，电压下降的速度将快于电流上升的速度。发生这种情况是因为感应不允许最初的高压变化通过它。另一方面，如果我们连接一个容性负载，它不允许初始高压变化通过它，因此电流增加速度将快于电压下降速度。

di a /dt的高增长率会在设备中产生不适合正常运行的局部热点。因此，建议使用与器件串联的电感器来解决高 di a /dt 问题。通常，最大允许 di/dt 的值在每微秒 20 到 200 A 的范围内。请注意，您可以通过研究我们在 Electrical4U上的一些基本电子问题来了解更多信息。

阳极电流从其最终值的 90% 上升到 100% 所用的时间。同时，阳极电压从其初始值的 10% 降至可能的最小值。在这个时间间隔内，传导遍布整个阴极区域，并且 SCR 将进入完全导通状态。SCR 的扩散时间取决于阴极的横截面积。

一旦晶闸管开启或从其他角度来看，阳极电流高于锁存电流，栅极失去对其的控制。这意味着门电路无法关闭设备。为了关闭 SCR 阳极电流必须低于保持电流。在阳极电流降至零后，由于四层中存在载流子电荷，我们无法在器件上施加正向电压。所以我们必须清除或重新组合这些电荷以正确关闭 SCR。因此，可控硅的关断时间可以定义为阳极电流降至零和器件恢复其正向阻断模式之间的时间间隔。在去除四层载流子电荷的基础上，可控硅的关断时间可以分为两个时间区域，

1、反向恢复时间。

2、门恢复时间

反向恢复时间

它是改变载流子从 J 1和 J 3结中移除的间隔。在时间 t 1 ，阳极电流下降到零，它将继续以相同的斜率 (di/dt) 的正向下降电流反向增加。该负电流将有助于清除结 J 1和 J 3中的载流子电荷。在时间 t 2载流子电荷密度不足以维持反向电流，因此在 t 2之后，该负电流将开始减小。t 2时的电流值称为反向恢复电流。由于阳极电流的快速下降，电压的反向尖峰可能会出现在 SCR 上。总恢复时间 t 3 – t 1称为反向恢复时间。之后，器件将开始跟随施加的反向电压，并获得阻止正向电压的特性。

门恢复时间

在反向恢复期间从结 J 1和 J 3清除载流子电荷后，J 2结中仍然存在捕获的电荷，从而阻止 SCR 阻断正向电压。这种被俘获的电荷只能通过重组和重组完成的时间间隔（称为栅极恢复时间）来去除。