1、 电压参数
(1) 最高电压额定值
最高集电极电压额定值是指集电极的击穿电压值,它不仅因器件不同而不同,而且会因外电路接法不同而不同。击穿电压有:① BUCBO为发射极开路时,集电极-基极的击穿电压。② BUCBO为基极开路时,集电极-发射极的击穿电压。③ BUCES为基极-射极短路时,集电极-发射极的击穿电压。④ BUCER为基极-发射极间并联电阻时,集电极-发射极的击穿电压。并联电阻越小,其值越高。⑤ BUCEX为基极-发射极施加反偏压时,集电极-发射极的击穿电压。
各种不同接法时的击穿电压的关系如下:
BUCBO>BUCEX>BUCES>BUCER>BUCEO
为了保证器件工作安全,GTR的最高工作电压UCEM应比最小击穿电压BUCEO低。
(2)饱和压降UCES
处于深饱和区的集电极电压称为饱和压降,在大功率应用中它是一项重要指标,因为它关系到器件导通的功率损耗。单个GTR的饱和压降一般不超过1~1.5V,它随集电极电流ICM的增加而增大。
2、 电流参数
(1) 集电极连续直流电流额定值IC
集电极连续直流电流额定值是指只要保证结温不超过允许的最高结温,晶体管允许连续通过的直流电流值。
(2)集电极最大电流额定值ICM
集电极最大电流额定值是指在最高允许结温下,不造成器件损坏的最大电流。超过该额定值必将导致晶体管内部结构的烧毁。在实际使用中,可以利用热容量效应,根据占空比来增大连续电流,但不能超过峰值额定电流。
(3)基极电流最大允许值IBM
基极电流最大允许值比集电极最大电流额定值要小得多,通常IBM=(1/10~1/2)ICM,而基极发射极间的最大电压额定值通常只有几伏。
3、 其他参数
(1)最高结温TJM
最高结温是指出正常工作时不损坏器件所允许的最高温度。它由器件所用的半导体材料、制造工艺、封装方式及可靠性要求来决定。塑封器件一般为120℃~150℃,金属封装为150℃~170℃。为了充分利用器件功率而又不超过允许结温,GTR使用时必须选配合适的散热器。
(2)最大额定功耗PCM
最大额定功耗是指GTR在最高允许结温时,所对应的耗散功率。它受结温限制,其大小主要由集电结工作电压和集电极电流的乘积决定。一般是在环境温度为25℃时测定,如果环境温度高于25℃,允许的PCM值应当减小。由于这部分功耗全部变成热量使器件结温升高,因此散热条件对GTR的安全可靠十分重要,如果散热条件不好,器件就会因温度过高而烧毁;相反,如果散热条件越好,在给定的范围内允许的功耗也越高。
4、 二次击穿与安全工作区
(1)二次击穿现象
二次击穿是GTR突然损坏的主要原因之一,成为影响其是否安全可靠使用的一个重要因素。前述的集电极-发射极击穿电压值BUCEO是一次击穿电压值,一次击穿时集电极电流急剧增加,如果有外加电阻限制电流的增长时,则一般不会引起GTR特性变坏。但不加以限制,就会导致破坏性的二次击穿。二次击穿是指器件发生一次击穿后,集电极电流急剧增加,在某电压电流点将产生向低阻抗高速移动的负阻现象。一旦发生二次击穿就会使器件受到永久性损坏。
(2) 安全工作区(SOA)
GTR在运行中受电压、电流、功率损耗和二次击穿等额定值的限制。为了使GTR安全可靠地运行,必须使其工作在安全工作区范围内。安全工作区是由GTR的二次击穿功率PSB、集射极最高电压UCEM、集电极最大电流ICM和集电极最大耗散功率PCM等参数限制的区域,如图4的阴影部分所示。安全工作区是在一定的温度下得出的,例如环境温度25℃或管子壳温75℃等。使用时,如果超出上述指定的温度值,则允许功耗和二次击穿耐能都必须降低额定使用。