Способ определения перегрузочной способности тиристоров Советский патент 1980 года по МПК G01R31/02 

1

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники, в частности к области измерения параметров силовых полупроводниковых вентилей.

Известны способы определения перегрузочной способности тиристоров путем иЗ мерения температуры нагретой области полупроводниковой структуры, например, с помощью регистрации инфракрасного излучения кристалла 1.

К недостаткам данного способа следует отнести невозможность его использования для исследования герметизированных приборов.

Известен также способ оценки температуры нагретой зоны структуры тиристоров по снижению напряжения переключения и известной термоградуированной зависимости 2.

Недостатком данного способа является ограниченный температурный диапазон измеряемых величин.

Наиболее близким по технической сущнрсти к предлагаемому является способ определения предельно допустимой нагрузки тиристоров Путем пропускания импуЛБСов

силового тока, подачи анодного напряжения и определения термочувствительного параметра 3.

Недостатком данного способа является низкая точность измерений при работе тиристоров в режимах, близких ко вторичному пробою, характеризующихся больщими температурными перегревами локальной зоны структуры, так как время рассасывания избыточных носителей зависит от многих факторов, в частности состояния поверхности, неоднородности структуры и т. д., и имеет больщой разброс значений для тиристоров одного ттлпа.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу измеряют время выключения испытуемого тиристора, используемое в качестве термочувствительного параметра, причем ток источника анодного напряжения устанавливают менее тока удержания испытуемого тиристора, но более тока утечки.

Сущность способа заключается в следующем.

При подаче на испытуемый тиристор импулксбв силоЁого тока возвращающей амплитуды температура структуры тиристора постепенно увеличивается. Прсле окончания действия смЖовбго тока ч рез йспь1туемый тиристор протекает ток от источника анодного напряжения по амплитуде не пре.вышающей тока удержания тиристора. Вре мя вйключения испытуемого тиристора, определяемое от момента окончания импульса силового тока до момента прерывания тока источника анодного напряжения, зависит от температуры разогретой области структуры тиристора. Причем интервал времени выключения состоит из двух частей: времени рассасывания избыточных носителей, зависящего от температуры структуры и амплитуды протекающего тока, и времени остывания структуры от температуры разогреа до температуры собственной проводимости полупроводника тиристора, зависящего от теплофизических параметров кристалла тиристора - его теплоемкости, температуротфоводности, размеров кристалла. Поскольку величина тока от источника анодного напряжения невелика (не более тока удержания), при больших температурах перегрева локальной области cipykfypbi тиристора, характеризующих режим испытаний, близкий ко вторичному пробоЮ,время рассасывания избыточных носителей на несколько порядков меньяге времени остывания структуры от температуры разогрева до температуры собственной проводимости полупроводника и поэтому практически не влияет на результат измерений, т. е. для случая больших перегревов при амплитудах токовых перегрузок, приближающихся к разрушающим, за время выключения можно нри время остывания включенной области структуры от максимальной температуры до собствен ной проводимости, которое для известного типа тиристоров определяется лишь температурой разогрева включенной области, определяющей перегрузочную способность исследуемого типа тиристоров. Таким образом, описываемый способ определения перегрузочной способности тиристоров позволяет исключить влияние раз броса электрофизических параметров испытуемых тиристоров и тем самым повысить точность измерений.

Велйчина времени выключения, классифицируемая как предельно допустимая, мо0жет быть определена расчетным йутём исходя из условий остывания разйгретой области структуры и известных теплофизических параметров материала полупроводг ника тиристора, либо определена экспериментально путем разовых испытаний.

Формула изобретения

Способ определения перегрузочной способности тиристоров путем пропускания силового тока, подачи анодного напряжения и определения термочувствительного параметра, отличающийся тем, что, с целью пот вышения точности измерений, измеряют врет мя выключения испытуемого тиристора, ис: пользуемое в качестве термочувствительного napalvietpaiV причем ток источника анодного напряжения устанавливают менее тока удерл ания испытуемого тиристора, но более тока утечки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3867697, кл. G О R 31/26, опублик. 18.02.75.

2.Авторское свидетельство СССР № 504989, кл. G 01 R 31/26, 30.03.71.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 346768, кл. G 01 R 31/26, 25.01 71 (прототип) .