Труды Кольского научного ценра РАН. № 8, вып.17. 2018 г.

t t dZM ( t ) AT(t ) = J P(t — t ) h( r )d T = J P(t — t ) — d t . 0 0 (11) Для определения приращения температуры канала \ 7 J av за время лавинного процесса используются различные упрощенные методики. Так, в [7, 14] приращение температуры \ 7 J av находится через пиковое значение рассеиваемой мощности P AV(pk) , которая наблюдается (рис. 3) в момент закрытия ключей (переход от режима накачки в режим лавинного пробоя) и тепловой импеданс для импульса с длительностью A Z av /2: 2 AT, jAV P AV(pk) Z th ( A t AV 2 ) . (12) 3 При этом учитывается предположение, что температура канала достигает максимума в момент времени A Z av /2. [15]. Однако, как показывают современные исследования, такое предположение справедливо для MOSFEET-транзисторов с напряжением пробоя, не превышающим 800 В. С увеличением напряжения пробоя момент максимума температуры канала смещается ближе к окончанию лавинного процесса [12]. Для ключей с BV DSS =900 В, как в нашем случае, температура канала достигает максимума при Z ~0.6\ Z .\ v (см. рис. 3, на котором кривая T(t) построена с учетом модели, предложенной в [12]). С учетом этого, выражение (12) можно переписать: 2 2 A T jAV P AV(pk) Z th (0 -6 A t AV ) = P A V (pk) k AV (0 -6 A - AV ) R thj — c • (13) Пиковое значение рассеиваемой мощности можно определить, как: P AV(pk) =1.1 BV ds S' I max , тогда: A T jAV ~ 0 . 7 3 B V D S S I max k AV ( 0 . 6 Л -AV ) R thj — c • (14) Подставив в формулу (14) значения BV dss ,'I max , R thj-c и коэффициента k AV =0.009, найденного по зависимости k(t p ) для транзистора STF9NK90Z в корпусе TO-220FP для момента времени 0.6 A Z av =3.45-10-5 c, находим максимальную температуру кристалла каждого ключа за время лавинного процесса: P jmax = P jstart +A P jAv =27.6+0.73-900-5-0.009-3.1«119 °С, что меньше допустимой температуры кристалла транзистора — 150 °С. В методике, предложенной производителем транзисторов STF9NK90Z [8, 9], максимальная температура канала находится через эффективное (действующие) значение мощности P av , выделяемой в виде тепла при лавинном пробое и тепловой импеданс канал-корпус, найденный для импульса тока с длительностью равной длительности лавинного процесса A Z av : A T jAV = P AV Z thjc( A t A V ) = P AV k A V ( A t A V ) R thj — c . (15) Для P av можно записать: 1 2 P = P AV A t AV 1.1 BVDSS Imax A t -(Ллг — t ) I dt = 1.1 BVL AV max DSS (16) 3 94