合工大電力電子技術(shù)4章-資料下載頁(yè)
2025-01-01 00:46本頁(yè)面
【正文】 FET和 GTR相比，耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時(shí)保持開(kāi)關(guān)頻率高的特點(diǎn) 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū) E GCN+Na)PN+N+PN+N+P+發(fā)射極 柵極集電極注入?yún)^(qū)緩沖區(qū)漂移區(qū)J 3 J2J1GEC+++IDRNICVJ1IDRonb )GCc )圖 122 IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b) 簡(jiǎn)化等效電路 c) 電氣圖形符號(hào) 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū) ? 寄生晶閘管 —— 由一個(gè) NPN+晶體管和作為主開(kāi)關(guān)器件的 P+NP晶體管組成 ? 正偏安全工作區(qū) （ FBSOA) ——最大集電極電流 、最大集射極間電壓和最大集電極功耗確定 ? 反向偏置安全工作區(qū) （ RBSOA） ——最大集電極電流 、 最大集射極間電壓和最大允許電壓上升率 duCE/dt確定 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū) ? 擎住效應(yīng)或自鎖效應(yīng) NPN晶體管基極與發(fā)射極之間存在體區(qū)短路電阻 ， P形體區(qū)的橫向空穴電流會(huì)在該電阻上產(chǎn)生壓降 ， 相當(dāng)于對(duì) J3結(jié)施加正偏壓 ， 一旦 J3開(kāi)通 ， 柵極就會(huì)失去對(duì)集電極電流的控制作用 ， 電流失控 ? 動(dòng)態(tài)擎住效應(yīng)比靜態(tài)擎住效應(yīng)所允許的集電極電流小 ? 擎住效應(yīng)曾限制 IGBT電流容量提高 ， 20世紀(jì) 90年代中后期開(kāi)始逐漸解決 ? IGBT往往與反并聯(lián)的快速二極管封裝在一起 ， 制成模塊 ， 成為逆導(dǎo)器件 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 113 GTO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào) a) 各單元的陰極 、 門(mén)極間隔排列的圖形 b) 并聯(lián)單元結(jié)構(gòu)斷面示意圖 c) 電氣圖形符號(hào) c)圖1 1 3AG K G GKN1P1N2N2 P2b)a)AGK返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 114 GTO的開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程電流波形 Ot0 t圖1 1 4iGiAIA90% IA10% IAtttftstdtrt0t1t2t3t4t5t6返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 115 GTR的結(jié)構(gòu)、電氣圖形符號(hào)和內(nèi)部載流子的流動(dòng) 圖1 1 5a)基極 bP 基區(qū)N 漂移區(qū)N+襯底基極 b 發(fā)射極 c集電極 cP+P+N+b)bec空穴流電子流c)EbEcibic= ? ibie=( 1 + ?? ? iba) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b)電氣圖形符號(hào) c)內(nèi)部載流子的流動(dòng) 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 116 共發(fā)射極接法時(shí) GTR的輸出特性 截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)圖1 1 6OIcib3ib2ib1ib1 ib2 ib3Uce返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 117 GTR的開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程電流波形 圖1 1 7ibIb1Ib2Icsic0090% Ib110% Ib190% Ics10% Icst0t1t2t3t4t5ttto f ftstftontrtd返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 118 GTR的安全工作區(qū) SOAOIcIcMPSBPcMUceUceM返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 119 電力 MOSFET的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào) N+GSDP 溝道b)N+NSGDP PN+N+N+溝道a)GSDN 溝道圖1 1 9a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b)電氣圖形符號(hào) 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 120 電力 MOSFET的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 01020305040圖1 2 02 4 6 8a)10203050400b)10 20 30 5040飽和區(qū)非飽和區(qū)截止區(qū)ID/AUTUGS/ VUDS/ VUGS= UT=3 VUGS=4 VUGS=5 VUGS=6 VUGS=7 VUGS=8 VID/Aa)轉(zhuǎn)移特性 b)輸出特性 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 121 電力 MOSFET的開(kāi)關(guān)過(guò)程 a ） b )圖1 2 1RsRG RFRLiDuGSupiD信號(hào)+ UEiDOOOuptttuGSuG S PuTtd ( o n )trtd ( o f f )tfa) 測(cè)試電路 b)開(kāi)關(guān)過(guò)程波形 up— 脈沖信號(hào)源， Rs— 信號(hào)源內(nèi)阻， RG— 柵極電阻， RL— 負(fù)載電阻， RF— 檢測(cè)漏極電流 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 122 IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào) E GCN+Na)PN+N+PN+N+P+發(fā)射極 柵極集電極注入?yún)^(qū)緩沖區(qū)漂移區(qū)J3J2J1GEC+++IDRNICVJ1IDRonb )GCc )Ea)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b)簡(jiǎn)化等效電路 c)電氣圖形符號(hào) 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 123 IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 O有源區(qū)正向阻斷區(qū)飽和區(qū)反向阻斷區(qū)a ) b )ICUG E( t h )UGEOICURMUFMUCEUG E( t h )UGE增加a)轉(zhuǎn)移特性 b)輸出特性 返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 圖 124 IGBT的開(kāi)關(guān)過(guò)程 ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICM返回 合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子技術(shù)精品課程項(xiàng)目組 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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