tiempo de conexión

El tiempo de encendido es el período transcurrido entre la llegada de una señal de puerta y el momento en que un interruptor semiconductor (típicamente un tiristor, MOSFET o IGBT) alcanza la conducción directa completa. Se mide en microsegundos o nanosegundos, dependiendo del tipo de dispositivo y las condiciones del circuito. Este intervalo comprende varias fases distintas: tiempo de retardo (tiempo antes de que ocurra cualquier cambio), tiempo de subida (la transición de bloqueo a conducción) y tiempo de almacenamiento en algunos dispositivos. El interruptor no se enciende instantáneamente; transita a través de estados de impedancia intermedios.

En tiristores e IGBTs, el tiempo de encendido depende en gran medida de la capacitancia de la unión, los perfiles de dopaje y la magnitud de la corriente de puerta aplicada. Un pulso de puerta más grande (mayor voltaje o corriente) reduce el tiempo de encendido al cargar la capacitancia de la puerta más rápido. La temperatura también lo afecta: temperaturas de unión más altas típicamente aumentan el tiempo de encendido porque la movilidad del portador disminuye. Los MOSFETs generalmente exhiben tiempos de encendido más cortos que los tiristores, a menudo en el rango de los nanosegundos, porque dependen del efecto de campo en lugar de la inyección de portadores.

Por qué esto es importante en la práctica

Durante el encendido, el dispositivo disipa energía como pérdidas i2r mientras el voltaje y la corriente transitan a través de él simultáneamente. Un tiempo de encendido prolongado significa una superposición extendida entre alta corriente y alto voltaje, generando calor y estrés no deseados. En fuentes de conmutación de alta frecuencia e inversores que operan a tasas de kHz o MHz, las pérdidas acumuladas por el tiempo de encendido pueden convertirse en una carga térmica importante. Los diseñadores eligen interruptores o controladores de puerta más rápidos para reducir este tiempo muerto, pero los interruptores más rápidos introducen problemas de ruido e interferencia electromagnética.

Las hojas de especificaciones enumeran el tiempo de encendido bajo condiciones de prueba definidas: un voltaje de suministro fijo, voltaje de accionamiento de puerta, corriente de carga y temperatura ambiente. Las variaciones de estas condiciones base cambiarán el tiempo de encendido real en el campo. Los snubbers inductivos, las resistencias de puerta y el diseño del circuito del controlador influyen en la velocidad de encendido real observada en el equipo. En electrónica de potencia, el tiempo de encendido influye directamente en las pérdidas de conmutación y los cálculos de eficiencia para motores, convertidores y equipos de soldadura.