高壓雙極型晶體管基極驅動的基本條件

電源適配器在離線反激變換器中用到高壓雙極型晶體管的地方也許會碰到800V級別的電壓。Vceo額定值在400~1000V之間的高壓晶體管與低壓三極管的對應性能會有點不同。這是由于高壓器件的結構與低壓器件的結構有根本的不同。

為了獲得更有效、更高速和更可靠的開關效果，我們應該使用正確的基極驅動電流波形，為了很好地解釋它，先來簡單了解高壓雙極型晶體管的物理特性。

一般情況下高壓器件的集電極部分有一塊比較厚的高阻材料區(qū)域，同時在基一射區(qū)是低阻材料。如果采用不合適的波形驅動，在基極驅動信號下降沿的時候這些材料的電阻特性就可能會給基一射極一個反偏電壓。這個反偏電壓有效地截斷了基-射間二極管，從而使得晶體管進入關斷狀態(tài)。在關閉的邊沿集電極電流轉向基極，給了這個二極管一個關閉動作。那么此時三極管的集電極一基極區(qū)的工作特性就和一個反偏二極管的工作特性一樣，它顯示為一個緩慢的恢復特性曲線并且有大的恢復充電。

二次擊穿

對于具有集電極感性負載的晶體管，在關閉邊沿時刻這種緩慢地恢復特性曲線是相當麻煩的，而集電極接的電源適配器變壓器漏感可以看成感性負載。

在集電極電感的續(xù)流作用下，晶體管在關閉的邊沿時刻，保持導通的芯片部分繼續(xù)保持導通，繼續(xù)維持以前建立起來的集電極電流。因此，晶體管在關閉邊沿時刻不僅導致了一個緩慢的、耗散的關閉，還會導致因電流被迫逐漸流入一個小的傳導區(qū)而造成的芯片溫度上升的“熱點”。

正是這個“熱點”使芯片過載并會產生水久的失效，這種現(xiàn)象一般稱為“反向偏壓的二次擊穿”。

不正確地關斷驅動波形

令人驚訝的是，對于集電極負載為電感的高壓三極管來說，這個在關斷期間積極快速的反向基極驅動的出現(xiàn)成了導致二次擊穿故障的主要原因。

在這種過分的反向關斷的驅動條件下，載流子從緊挨著基極的區(qū)域被清除掉，給基射極之間加上一個反向的偏壓。它有效地切斷了發(fā)射極與調整管內部與其他部分的聯(lián)系。在集電結中相對較小的、高阻的區(qū)域將在1μs~2μs內緩慢地增大，使集電極電流流入芯片中逐漸縮小的部分。

結果，不僅它的開關動作將會變得相對較慢，芯片導通區(qū)域上承受的應力也會逐漸增大。這樣將導致熱點的形成，甚至可能也會像前面提到的那樣，將引起器件的故障。