【文章內(nèi)容簡介】 觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測出的電阻值均很大，說明是ＰＮ結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是Ｎ溝道場效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測出的電阻值均很小，說明是正向ＰＮ結(jié)，即是正向電阻，判定為Ｐ溝道場效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測試，直到判別出柵極為止。(B)用測電阻法判別場效應(yīng)管的好壞測電阻法是用萬用表測量場效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極Ｇ1與柵極Ｇ2之間的電阻值同場效應(yīng)管手冊標(biāo)明的電阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法首先將萬用表置于Ｒ１０或Ｒ100檔，測量源極Ｓ與漏極Ｄ之間的電阻，通常在幾十歐到幾千歐范圍（在手冊中可知，各種不同型號的管，其電阻值是各不相同的），如果測得阻值大于正常值，可能是由于內(nèi)部接觸不良；如果測得阻值是無窮大，可能是內(nèi)部斷極。然后把萬用表置于Ｒ１０ｋ檔，再測柵極Ｇ1與Ｇ2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻值，當(dāng)測得其各項電阻值均為無窮大，則說明管是正常的；若測得上述各阻值太小或為通路，則說明管是壞的。要注意，若兩個柵極在管內(nèi)斷極，可用組件代換法進(jìn)行檢測。基極B端沒有高電平時，C/E不導(dǎo)通，測量C/E間的電阻，若短路或阻值很小就說明三極管損壞。五、IGBT 絕緣柵雙極晶體管（Iusulated gate bipolar transistor）俗稱IGBT，本質(zhì)上是一個場效應(yīng)晶體管，只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個 P 型層。根據(jù)國際電工委員會的文件建議，其各部分名稱基本沿用場效應(yīng)晶體管的相應(yīng)命名。 圖1所示為一個N 溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。 N+ 區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannel region ）。而在漏區(qū)另一側(cè)的 P+ 區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Drain injector），它是 IGBT 特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成 PNP 雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。 為了兼顧長期以來人們的習(xí)慣，IEC規(guī)定：源極引出的電極端子（含電極端）稱為發(fā)射極端（子），漏極引出的電極端（子）稱為集電極端（子）。這又回到雙極晶體管的術(shù)語了。但僅此而已。 IGBT的結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。它在結(jié)構(gòu)上類似于MOSFET ，其不同點在于IGBT是在N溝道功率MOSFET 的N+基板（漏極）上增加了一個P+ 基板（IGBT 的集電極），形成PN結(jié)j1，并由此引出漏極、柵極和源極則完全與MOSFET相似 由圖2可以看出，IGBT相當(dāng)于一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)GTR ，其簡化等效電路如圖3所示。圖中Rdr是厚基區(qū)GTR的擴(kuò)展電阻。IGBT是以GTR 為主導(dǎo)件、MOSFET 為驅(qū)動件的復(fù)合結(jié)構(gòu)。 N溝道IGBT的圖形符號有兩種，如圖4所示。實際應(yīng)用時，常使用圖2－5所示的符號。對于P溝道，圖形符號中的箭頭方向恰好相反，如圖4所示。 IGBT 的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的。當(dāng)柵極加正電壓時，MOSFET 內(nèi)形成溝道，并為PNP晶體管提供基極電流，從而使IGBT導(dǎo)通，此時，從P+區(qū)注到N一區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減少N一區(qū)的電阻 Rdr值，使高耐壓的 IGBT 也具有低的通態(tài)壓降。在柵極上加負(fù)電壓時，MOSFET 內(nèi)的溝道消失，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT 即關(guān)斷。 正是由于 IGBT 是在N 溝道 MOSFET 的 N+ 基板上加一層 P+ 基板，形成了四層結(jié)構(gòu)，由PNP－NPN晶體管構(gòu)成 IGBT 。但是，NPN晶體管和發(fā)射極由于鋁電極短路，設(shè)計時盡可能使NPN不起作用。所以說， IGBT 的基本工作與NPN晶體管無關(guān)，可以認(rèn)為是將 N 溝道 MOSFET 作為輸入極，PNP晶體管作為輸出極的單向達(dá)林頓管。 采取這樣的結(jié)構(gòu)可在 N一層作電導(dǎo)率調(diào)制，提高電流密度。這是因 為從 P+ 基板經(jīng)過 N+ 層向高電阻的 N一層注入少量載流子的結(jié)果。 IGBT 的設(shè)計是通過 PNP－NPN 晶體管的連接形成晶閘管。IGBT模塊的術(shù)語及其特性術(shù)語說明術(shù)語 符號 定義及說明（測定條件參改說明書）集電極、發(fā)射極間電壓 VCES 柵極、發(fā)射極間短路時的集電極，發(fā)射極間的最大電壓 柵極發(fā)極間電壓 VGES 集電極、發(fā)射極間短路時的柵極，發(fā)射極間最大電壓 集電極電流 IC 集電極所允許的最大直流電流 耗散功率 PC 單個IGBT所允許的最大耗散功率 結(jié)溫 Tj 元件連續(xù)工作時芯片溫廈 關(guān)斷電流 ICES 柵極、發(fā)射極間短路，在集電極、發(fā)射極間加上指定的電壓時的集電極電流。漏電流 IGES 集電極、發(fā)射極間短路，在柵極、集電極間加上指定的電壓時的柵極漏電流 飽和壓降 V CE(sat) 在指定的集電極電流和柵極電壓的情況下，集電極、發(fā)射極間的電壓。輸入電容 Clss 集電極、發(fā)射極間處于交流短路狀態(tài)，在柵極、發(fā)射極間及集電極、發(fā)射極間加上指定電壓時，柵極、發(fā)射極間的電容 IGBT模塊使用上的注意事項在使用IGBT模塊的場合，選擇何種電壓，電流規(guī)格的IGBT模塊，需要做周密的考慮。A、電流規(guī)格IGBT模塊的集電極電流增大時，VCE()上升，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時，開關(guān)損耗增大，原件發(fā)熱加劇。因此，根據(jù)額定損耗，開關(guān)損耗所產(chǎn)生的熱量，控制器件結(jié)溫（Tj）在 150℃以下（通常為安全起見，以125℃以下為宜），請使用這時的集電流以下為宜。特別是用作高頻開關(guān)時，由于開關(guān)損耗增大，發(fā)熱也加劇，需十分注意。一般來說，要將集電極電流的最大值控制在直流額定電流以下使用，從經(jīng)濟(jì)角度這是值得推薦的。B、電壓規(guī)格 IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即市電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系列于表1。根據(jù)使用目的，并參考本表，請選擇相應(yīng)的元件。 元器件電壓規(guī)格 600V 1200V 1400V電源電壓 200V；220V；230V；240V 346V；350V；380V；400V；415V；440V 575V防止靜電IGBT的VGE的耐壓值為177。20V，在IGBT模塊上加出了超出耐壓值的電壓的場合，由于會導(dǎo)致?lián)p壞的危險，因而在柵極發(fā)射極之間不能超出耐壓值的電壓，這點請注意。 在使用裝置的場合，如果柵極回路不合適或者柵極回路完全不能工作時（珊極處于開路狀態(tài)），若在主回路上加上電壓，則IGBT就會損壞，為防止這類損壞情況發(fā)生，應(yīng)在柵極一發(fā)射極之間接一只10kΩ左左的電阻為宜。此外，由于IGBT模塊為MOS結(jié)構(gòu)，對于靜電就要十分注意。因此，請注意下面幾點：1)在使用模塊時，手持分裝件時，請勿觸摸驅(qū)動端子部份。2)在用導(dǎo)電材料連接驅(qū)動端子的模塊時，在配線未布好之前，請先不要接上模塊。3)盡量在底板良好接地的情況下操作。4)當(dāng)必須要觸摸模塊端子時，要先將人體或衣服上的靜電放電后，再觸摸。 5)在焊接作業(yè)時，焊機(jī)與焊槽之間的漏泄容易引起靜電壓的產(chǎn)生，為了防止靜電的產(chǎn)生，請先將焊機(jī)處于良好的接地狀態(tài)下。6)裝部件的容器，請選用不帶靜電的容器。并聯(lián)問題用于大容量逆變器等控制大電流場合使用IGBT模塊時，可以使用多個器件并聯(lián)。并聯(lián)時，要使每個器件流過均等的電流是非常重要的，如果一旦電流平衡達(dá)到破壞，那么電過于集中的那個器件將可能被損壞。 為使并聯(lián)時電流能平衡，適當(dāng)改變器件的特性及接線方法。例如。挑選器件的VCE(sat)相同的并聯(lián)是很重要的。IGBT的測量方法：用數(shù)字萬用表的歐姆檔分別正反兩次測量（不帶內(nèi)置二極管）IGBT的C、E之間阻值大小，阻值非常大，則IGBT正常，如果二者之間阻值很小，則IGBT擊穿損壞。用數(shù)字萬用表的歐姆檔測量（帶有內(nèi)置二極管）IGBT的C（紅表筆）、E（黑表筆）之間阻值大小，阻值非常大，則IGBT正常；測量C（黑表筆）、E（紅表筆）之間阻值大小，有一定的阻值（內(nèi)置二極管的阻值），IGBT正常。若測量任意兩腳間的阻值很小，則說明IGBT擊穿損壞。各種型號IGBT的性能簡介：（1）SGW25N120——西門子公司出品，耐壓1200V，電流容量25℃時46A，100℃時25A，內(nèi)部不帶阻尼二極管，所以應(yīng)用時必須配套6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管使用，該IGBT配套10A/1200/1500V以上的快速恢復(fù)二極管后可代用SKW25N120其他注意事項1)保存半導(dǎo)體原件的場所的溫度，溫度，應(yīng)保持在常溫常濕狀態(tài)，不應(yīng)偏離太大。常溫的規(guī)定為5－35℃，常濕的規(guī)定為45—75％左右。2)開、關(guān)時的浪涌電壓等的測定，請在端子處測定。六、LM339集成電路LM339集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V177。18V；3）對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；4）共模范圍很大，為0~（）Vo；5）差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。LM339的封裝及通用性LM339集成塊采用C14型封裝，圖1為外型及管腳排列圖。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR233ANI33SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 LM339的原理及作用LM339類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用“”表示。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。因此，把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當(dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。 七、電感電感器是用漆包線在絕緣管或鐵芯，磁芯上的一種電子組件，電感器大體上有帶磁芯（包括各種磁體），它們的工作原理基本上是相同的。 電感的原理及作用 電感線圈是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，它是由導(dǎo)線一圈一圈地纏繞在絕緣管上，導(dǎo)線彼此相互絕緣，這種組件稱為電感線圈，也叫電感器或電感。直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很小；當(dāng)交流信號通過線圈時，線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L6表示編號為6的電感。電感的識別電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1uH（誤差5%）的電感。電感的基本單位為：亨（H） 換算單位有：1H=103mH=106uH。電感的分類常用的電感組件有固定電感器，阻流圈，電視機(jī)用行線性線圈和行，場振蕩線圈，偏轉(zhuǎn)線圈以及收音機(jī)，錄音機(jī)上用的各種電感線圈，，分類方法也不統(tǒng)一，比較常見的方法是按工作性質(zhì)， 繞線結(jié)構(gòu)，在各種電器設(shè)備中常見的有：單層線圈、多層線蜂圈、蜂房線圈、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈、銅芯線圈、色碼電感器、阻流圈（扼流圈）、偏轉(zhuǎn)線圈、行偏轉(zhuǎn)線圈、振蕩線圈。八、變壓器變壓器的基本原理變壓器是利用線圈互感特性構(gòu)成的一種元器件，幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到。它原理簡單，但根據(jù)不同的使用場合（不同的用途），變壓器的繞制工藝會有所不同。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。它是由一個初級線圈（線圈圈數(shù)n1）及一個次級線圈（線圈圈數(shù)n2）環(huán)繞著一個核心。常用的鐵心形狀一般有E型和C型。E1是初級電壓，次級電壓E2是 E2 = E1（n2/n1）上圖是變壓器的原理簡體圖，當(dāng)一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應(yīng)出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那