【正文】 率 PcM、二次擊穿臨界線限定 。 147 電力晶體管 一次擊穿 ： 集電極電壓升高至擊穿電壓時 ， Ic迅速增大 。 (2) 集電極最大允許電流 IcM (3) 集電極最大耗散功率 PcM 最高工作溫度下允許的耗散功率。 BUcbo BUcex BUces BUcer Buceo 146 電力晶體管 通常規(guī)定為 hFE下降到規(guī)定值的 1/2~1/3時所對應(yīng)的 Ic 。 ——最大可關(guān)斷陽極電流與門極負(fù)脈沖電流最大值 IGM之比稱為電流關(guān)斷增益。 許多參數(shù)和普通晶閘管相應(yīng)的參數(shù)意義相同，以下只介紹意義不同的參數(shù)。下降時間一般小于 2?s。延遲時間一般約1~2?s，上升時間則隨通態(tài)陽極電流的增大而增大。 137 工作原理 ： RNPNPNPAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a) b)晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 ?1+?2=1是器件臨界導(dǎo)通的條件。引言 常用的 典型全控型器件 電力 MOSFET IGBT單管及模塊 136 門極可關(guān)斷晶閘管 (GTO) 結(jié)構(gòu) ： c)圖1 1 3AG K G GKN1P1N2N2 P2b)a)AGKGTO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 a) 各單元的陰極、門極間隔排列的圖形 b) 并聯(lián)單元結(jié)構(gòu)斷面示意圖 1） GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理 與普通晶閘管的 相同點 ： PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部引出陽極、陰極和門極。 由于工作頻率較高，不能忽略其開關(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng)。 普通晶閘管關(guān)斷時間數(shù)百微秒，快速晶閘管數(shù)十微秒，高頻晶閘管 10?s左右 。 130 晶閘管的派生器件 有 快速晶閘管 和 高頻晶閘管 。 3） 動態(tài)參數(shù) 除開通時間 tgt和關(guān)斷時間 tq外，還有： 斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt — 指在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。 129 晶閘管的主要參數(shù) 通態(tài)電流臨界上升率 di/dt — 指在規(guī)定條件下 ， 晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率 。 對同一晶閘管來說 ， 通常 IL約為 IH的2~4倍 。 2） 電流定額 維持電流 IH —— 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。 通態(tài)（峰值）電壓 UT —— 晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。 選用時 ， 一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓 2~3倍 。引言 晶閘管 （ Thyristor） ：晶體閘流管 ， 可控硅整流器 （ Silicon Controlled Rectifier——SCR） 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 AAGGKKb) c)a)AGKKGAP1N1P2N2J1J2J3晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號 123 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 常用 晶閘管的結(jié)構(gòu) 螺栓型晶閘管 晶閘管模塊 平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu) 124 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 125 晶閘管的基本特性 （ 1）正向特性 正向 導(dǎo)通 雪崩 擊穿 O + U A U A I A I A I H I G2 I G1 I G = 0 U bo U DSM U DRM U RRM U RSM 1） 靜態(tài)特性 晶閘管的伏安特性 IG2IG1IG （ 2）反向特性 126 晶閘管的基本特性 （ 1） 開通過程 100% 90% 10% u AK t t O 0 t d t r t rr t gr U RRM I RM i A （ 2) 關(guān)斷過 2） 動態(tài)特性 晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形 127 晶閘管的主要參數(shù) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 UDRM —— 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時 ， 允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓 。 電力二極管的主要類型 2) 快恢復(fù)二極管 （可低于 50ns ） 3) 肖特基二極管 (10~40ns) 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢壘二極管 （ Schottky Barrier Diode ——SBD） 。 6) 浪涌電流 IFSM 指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流。 電力二極管的主要參數(shù) 3） 反向重復(fù)峰值電壓 URRM 4）反向恢復(fù)時間 trr trr= td+ tf 5）最高工作結(jié)溫 TJM TJM是指在 PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。 電力二極管的主要參數(shù) 1) 正向平均電流 IF(AV) 2） 正向壓降 UF 在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時對應(yīng)的正向壓降。 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 PN結(jié)的狀態(tài) 115 電力二極管的基本特性 1) 靜態(tài)特性 電力二極管的伏安特性 I O I F U TO U F U 116 2) 動態(tài)特性 b) U FP u i i F u F t fr t 0 2V 電力二極管的動態(tài)過程波形 a) 正向偏臵轉(zhuǎn)換為反向偏臵 b) 零偏臵轉(zhuǎn)換為正向偏臵 t a) F U F t F t 0 t rr t d t f t 1 t 2 U R U RP I RP d i F d t i R d t i 關(guān)斷過程 開通過程 電力二極管的基本特性 117 U FP u i i F u F t fr t 0 2V 開通過程 電力二極管的基本特性 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 d t 關(guān)斷過程 延遲時間： td= t1 t0, 電流下降時間： tf= t2 t1 反向恢復(fù)時間： trr= td+ tf 恢復(fù)特性的軟度：下降時間與延遲時間 的比值 tf /td，或稱恢復(fù)系數(shù)，用 Sr表示。 本章學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)要點 111 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 電力二極管的基本特性 電力二極管的主要參數(shù) 電力二極管的主要類型 不可控器件 — 電力二極管 112 不可控器件 — 電力二極管 掌握電力電子器件的型號 命名法 ，以及其 參數(shù)和特性曲線的使用方法 。 集中講述電力電子器件的 驅(qū)動 、 保護(hù) 和 串、并聯(lián)使用 這三個問題。 電壓驅(qū)動型 —— 僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。 不可控器件 (Power Diode) —— 不能用控制信號來控制其通斷 , 因此也就不需要驅(qū)動電路。 電力電子器件在實際應(yīng)用中的系統(tǒng)組成 控 制 電 路 檢測 電路 驅(qū)動 電路 R L 主電路 V 1 V 2 保護(hù)電路 在主電路和控制電路中附加一些電路，以保