大功率晶体管的开关特性

大功率晶体管的开关特性    

       大功率晶体管是一种自关断器件，其开关状态由基极驱动电流决定。要求基极驱动电路不仅能提供正向基极电流使其饱和导通，还要提供反向基极电流使其由导通迅速变为截止，在截止期间，常给基射极施加一定大小的反压，以提高抗干扰能力，并提高集射极的电压承受能力。

       图4-20是大功率晶体管在电阻负载时的开关特性，当基极电流由零上升到IB1时，集电极电流并非跟随IB1上升，而是有一个延迟时间td，延迟时间td定义为从0. 1IB1到0. 1IC之间的时间。经td后IC人迅速上升，同时Uce迅速下降，把IC从0. 1IC(上升到0. 9IC的时间称为上升时间tr。开通时间tON被定义为延迟时间td与上升时间tr之和。即

tON= td+tr (4-1)

       在电阻负载下，大功率晶体管的tON约为1〜4μs,在导通状态下，IB1应使管子处于饱和或临界饱和状态。
        大功率晶体管关断时，基极电流由IB1变为-IB2。当器件处于饱和导通状态时，基区和集电区都有超量的储存电荷。用基极反抽电流-IB2来迅速淸除这些储存电荷，在这些储存电荷被淸除之前，基射结仍为正向偏置，集射极电压Uce仍为饱和值，当储存电荷迅速下降，Uce迅速上升。从0.9IB至IC下降为0. 9IC这段时间定义为储存时间，用ts表示.集电扱电流从0.9IC下降至0.1IC的时间定义为下降时间tf。管子的关断时间定义为toff=ts+tf (4-2)

 

图4-20 大功率晶体管在电阻负载下的开关特性

        大功率晶体管的关断时间通常为10〜20μS，其中储存时间占主要部分。
        从图4-20可看到，在开关过程中，会出现器件的电压、电流同时比较大的情况，产生很大的开关损耗.因此，缩短开关过程以减小开关损耗是对驱动电路的一个基本要求，这需要基极电流有一定的幅值和变化率，因此基极驱动电路要能提供较大的驱动电流。