電力晶體管和晶閘管(已修改)
2025-05-26 15:48 本頁面
【正文】 1 第一章：電力二極管和晶閘管 ? 第一節(jié) 電力二極管 ? 第二節(jié) 晶閘管 ? 第三節(jié) 雙向晶閘管及其他派生晶閘管 ? 本章小節(jié) 2 A K A K a) 第一節(jié) 電力二極管 ? 電力二極管是指可以承受高電壓大電流具有較大耗散功率的二極管 ， 它與其他電力電子器件相配合 ， 作為整流 、 續(xù)流 、 電壓隔離 、 鉗位或保護元件 ， 在各種變流電路中發(fā)揮著重要作用； ? 它的基本結構 、 工作原理和伏安特性與信息電子電路中的二極管相同 ，以半導體 PN結為基礎； ? 主要類型有普通二極管 、 快恢復二極管和肖特基二極管； ? 由一個面積較大的 PN結和兩端引線以及封裝組成 ， 從外形上看 ， 大功率的主要有螺栓型和平板型兩種封裝 ， 小功率的和普通二極管一致 。 I K A P N J b) c) 圖 11 電力二極管的外形、結構和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結構 c) 電氣圖形符號 3 1 PN結與電力二極管的工作原理 2 電力二極管的基本特性 3 電力二極管的主要參數 4 電力二極管的主要類型 第一節(jié)： 電力二極管 — 功率型、不可控器件 4 ? Power Diode結構和原理簡單 ， 工作可靠 ， 自 20世紀 50年代初期就獲得應用 。 ? 快恢復二極管和肖特基二極管 ， 分別在中 、 高頻整流和逆變 ， 以及低壓高頻整流的場合 ， 具有不可替代的地位 。 第一節(jié)： 電力二極管 — 功率型、不可控器件 整流二極管及模塊 5 基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管一樣 。 由一個面積較大的 PN結和兩端引線以及封裝組成的 。 從外形上看 ， 主要有螺栓型和平板型兩種封裝 。 圖 12 電力二極管的外形、結構和電氣圖形 符號 a) 外形 b) 結構 c) 電氣圖形符號 PN結與電力二極管的工作原理 A K A K a) I K A P N J b) c) A K 6 狀態(tài)參數 正向導通 反向截止 反向擊穿 電流 正向大 幾乎為零 反向大 電壓 維持 1V 反向大 反向大 阻態(tài) 低阻態(tài) 高阻態(tài) —— ?二極管的基本原理就在于 PN結的單向導電性這一主要特征 。 PN結的反向擊穿（兩種形式 ) 可能導致熱擊穿 PN結與電力二極管的工作原理 PN結的狀態(tài) 7 PN結的電荷量隨外加電壓而變化 ， 呈現 電容效應 ，稱為 結電容 CJ， 又稱為 微分電容 。 電容影響 PN結的工作頻率 ， 尤其是高速的開關狀態(tài) 。 PN結與電力二極管的工作原理 PN結的電容效應： 8 主要指其 伏安特性 門檻電壓 UTO， 正向電流 IF開始明顯增加所對應的電壓 。 與 IF對應的電力二極管兩端的電壓即為其正向電壓降 UF 。 承受反向電壓時 ， 只有微小而數值恒定的反向漏電流 。 圖 14 電力二極管的伏安特性 電力二極管的基本特性 1) 靜態(tài)特性 I O I F U TO U F U 9 2) 動態(tài)特性 —— 二極管的電壓 電流特性隨時間變化的 —— 結電容的存在 電力二極管的基本特性 b) U FP u i i F u F t fr t 0 2V a) IF U F t F t 0 t rr t d t f t 1 t 2 t U R U RP I RP d i F d t d i R d t 圖 15 電力二極管的動態(tài)過程波形 a) 正向偏置轉換為反向偏置 b) 零偏置轉換為正向偏置 延遲時間： td= t1 t0, 電流下降時間： tf= t2 t1 反向恢復時間： trr= td+ tf 恢復特性的軟度：下降時間與延遲時間 的比值 tf /td，或稱恢復系數，用 Sr表示。 10 正向壓降先出現一個過沖 UFP， 經過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個值 （ 如 2V） 。 正向恢復時間 tfr。 電流上升率越大 ， UFP越高 。 U FP u i i F u F t fr t 0 2V 圖 15(b)開通過程 電力二極管的基本特性 開通過程 ： 關斷過程 須經過一段短暫的時間才能重新獲得反向阻斷能力 ， 進入截止狀態(tài) 。 關斷之前有較大的反向電流出現 ， 并伴隨有明顯的反向電壓過沖 。 I F U F t F t 0 t rr t d t f t 1 t 2 t U R U RP I RP d i F d t d i R
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