Выходные вольт-амперные характеристики мощного высоковольтного транзистора
Существует оптимальная скорость спада тока базы, при которой коммутационные потери в транзисторе минимальны. На рис. 12 показаны характерные случаи, соответствующие разным скоростям изменения тока базы при выключении. На рис. 12,а ток базы изменяется быстро, так что эмиттерный переход запирается раньше коллекторного, а дырки, накопленные в коллекторной я-области, оказываются «закрытыми» в ней и медленно рассасываются на конечной стадии спада коллекторного тока. При этом коммутационные потери велики, поскольку конечной стадии спада тока коллектора соответствует значительное коллекторное напряжение. Другой крайний случай изображен на рис. 12,0, когда ток базы изменяется слишком медленно. Коммутационные потери здесь также велики.
Рис. 12. Временные диаграммы токов базы и коллектора, а также напряжения на коллекторе транзистора в процессе его выключения при завышенной (а), оптимальной, (б) и заниженной, (в) скоростях спада тока базы
При оптимальной скорости спада тока базы несколько увеличивается продолжительность первой фазы выключения транзистора — рассасывания, — но зато спад тока коллектора происходит быстро. На практике оптимальной скорости спада тока базы добиваются путем установки в цепь базы небольшой дополнительной индуктивности L6 = 3 — 10 мкГн.
Одним из важнейших параметров мощных высоковольтных транзисторов, предназначенных для ИИЭ, является граничное напряжение коллектор — эмиттер при отключенной базе Uкэогр. Проверку UКэо гр производят в схеме рис. 13,а, наблюдая осциллограмму рис. 13,6. Как видно из этих рисунков, при проверке транзистора для него создается режим лавинного пробоя. Транзистор считается годным по параметру UK3O гр, если точка А лежит слева от вольт-амперной характеристики.
Важной характеристикой является также область безопасной работы (ОБР), определяющая возможности использования транзисторов при различных сочетаниях коллекторного тока и напряжения коллектор — эмиттер (рис. 14).
Рис. 13. Схема для проверки Uк;эогр мощного высоковольтного транзистора (а) и наблюдаемая на осциллографе вольт-амперная характеристика (б)
Участок 1 — 2 границы ОБР определяется максимальным током коллектора, участок 2 — 3 — предельно допустимый мощностью, рассеиваемой на коллекторе, участок 3 — 4 — явлением вторичного пробоя, участки 4 — 5 и 5 — 6 — предельно допустимыми напряжениями коллектор — эмиттер при отключенной и соединенной с эмиттером базе. Физический смысл границ ОБР заключается в том, что при работе за их пределами температура отдельных точек кристалла транзистора благодаря эффекту неравномерности распределения тока достигает такого значения, при котором наступает тепловой пробой.
