tiempo de desconexión

Cuando un tiristor u otro semiconductor de potencia cambia del estado de conducción al estado de bloqueo, no se detiene instantáneamente. El tiempo de desconexión es el intervalo entre el momento en que la corriente del ánodo cae a cero y cuando la tensión inversa a través del dispositivo se estabiliza en su valor de estado estacionario. Durante esta ventana, los portadores de carga aún están siendo barridos de la unión, y los elementos de circuito parásitos continúan influyendo en el aumento de la tensión.

El tiempo de desconexión es importante porque determina la rapidez con la que se puede detener el flujo de corriente en un circuito. En un rectificador de puente semicontrolado o en un circuito chopper, este retardo crea una banda muerta donde ni el interruptor superior ni el inferior deben conducir; si no se tiene en cuenta el tiempo de desconexión, ambos dispositivos pueden conducir brevemente y causar un cortocircuito a través de la fuente. Para dispositivos con una clasificación de 600 V o superior, el tiempo de desconexión suele oscilar entre decenas de nanosegundos para los diodos de recuperación rápida modernos y varios microsegundos para los tiristores más antiguos.

El fenómeno tiene dos componentes. Durante la primera parte, la corriente inversa fluye a medida que los portadores minoritarios almacenados salen de la unión, y la tensión inversa aplicada por el circuito acelera este proceso. Una vez que los portadores se agotan, la capacitancia de la unión domina y el aumento de la tensión se vuelve más pronunciado. Un diseñador debe distinguir entre la corriente de cola (el borde de arrastre lento de la corriente inversa) y el tiempo de transición para que la tensión alcance el 90 por ciento de su valor final, ya que las hojas de datos pueden especificar cada uno por separado.

El tiempo de desconexión no es fijo. Aumenta con la corriente directa justo antes de la desconexión, con la temperatura de la unión y con la cantidad de tensión inversa que aplica el circuito. Las topologías de conmutación suave dan forma deliberadamente al transitorio de desconexión para reducir la interferencia electromagnética y las pérdidas de conmutación, aceptando una mayor pérdida de conducción para intercambiarla por un comportamiento de desconexión más limpio. Los circuitos de conmutación dura, como los convertidores boost o los inversores de calentamiento por inducción, conviven con el tiempo de desconexión completo y planifican los circuitos de protección en consecuencia.

El término en sí describe un intervalo de medición, no una propiedad del dispositivo solamente. El mismo tiristor exhibirá diferentes tiempos de desconexión dependiendo de si se mide en un circuito snubber, una carga totalmente inductiva o una prueba de banco resistiva. La inductancia del circuito, las redes snubber y la fuerza de la excitación de la puerta de control comprimen o extienden el intervalo medido. Por esta razón, las hojas de datos de los dispositivos especifican el tiempo de desconexión bajo condiciones definidas: típicamente una corriente directa, una velocidad de tensión inversa y una temperatura especificadas.