電力電子半導(dǎo)體器件gtr-文庫吧資料
2025-05-07 06:14本頁面
【正文】 通損耗小。 2．驅(qū)動電路設(shè)計(jì)原則 ① 最優(yōu)化驅(qū)動特性：應(yīng)提高開關(guān)速度，減小開關(guān)損耗。 GTR過載 /短路時， us級時間內(nèi)，結(jié)溫會超過最大允許值，導(dǎo)致器件損壞，不能用快速熔斷器、過流繼電器（ ms級）進(jìn)行主電路切斷保護(hù)。但 GTR驅(qū)動方式直接影響管子工作狀態(tài)和管子特性。 GTR驅(qū)動和保護(hù) 一、驅(qū)動電路設(shè)計(jì)原則 1． GTR的特點(diǎn) 全控型器件，功率大，熱容量小，過載能力低。減小導(dǎo)通壓降，采用緩沖電路、改變主電路形式（諧振型）均可減小功耗，減少發(fā)熱。 減小 GTR的發(fā)熱，應(yīng)從根本上減小功耗。 為保證 GTR不超過規(guī)定的結(jié)溫，應(yīng)根據(jù)容量等級配以相應(yīng)的散熱器和采用相應(yīng)的冷卻方式。 （二）安全工作區(qū)： SOA GTR運(yùn)行中受電壓、電流、功率損耗和二次擊穿定額限制的安全工作范圍。 二次擊穿由于器件芯片局部過熱引起，熱點(diǎn)形成需要能量積累，需要一定的電壓、電流數(shù)值和一定的時間。 一般，比正向偏置時低很多的能量水平下，即可發(fā)生二次擊穿。造成發(fā)射極下，基區(qū)的橫向電場由中心指向邊緣，形成集電極電流被集中于發(fā)射結(jié)中心很小局部的不均勻現(xiàn)象。 2．反偏二次擊穿： GTR導(dǎo)通 → 截止變化時，發(fā)射結(jié)反偏。同時存在的集 —射電場將電流集中到發(fā)射極邊緣下很窄的區(qū)域內(nèi)，造成電 流局部集中，電流密度大，溫度升高，出現(xiàn)負(fù)阻現(xiàn)象，嚴(yán)重時造成熱點(diǎn)、熱斑，使 PN結(jié)失效。 1．正偏二次擊穿： B－ E結(jié)正偏， GTR工作于放大區(qū)。 二次擊穿時間很短，納秒到微秒數(shù)量級，短時間內(nèi)的大電流會使器件內(nèi)出現(xiàn)明顯的電流集中和過熱點(diǎn)（熱斑），輕者使GTR耐壓降低，性能變差；嚴(yán)重時，集電結(jié)、發(fā)射結(jié)熔通，永久損壞。否則，集電極電流繼續(xù)增大，在某電壓、電流點(diǎn)產(chǎn)生向低阻抗區(qū)高速移動的負(fù)阻現(xiàn)象，稱為 ——二次擊穿。 抑制 dv/dt，可在集射極間并聯(lián) RCD緩沖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行吸收。 3．集電極電壓上升率 dv/dt對 GTR的影響 當(dāng) GTR用于橋式變換電路時，如圖： B1 B2 C1 E2 E1C2 dv/dt產(chǎn)生的過損耗現(xiàn)象嚴(yán)重威脅器件和電路安全；當(dāng)基極開路時， dv/dt通過集電結(jié)寄生電容產(chǎn)生容性位移電流，注入發(fā)射結(jié)形成基極電流，放大 β 倍后，形成集電極電流，使 GTR進(jìn)入放大區(qū)，因瞬時電流過大引起二次擊穿。 (3～８ us) tf：下降時間，取決于結(jié)電容、正向集電極電流大小。 tr：上升時間，取決于穩(wěn)定電流和驅(qū)動電流大小。 如圖： TC40U—400型 GTR動態(tài)特性實(shí)驗(yàn)電路和電流波形 電路參數(shù)： VCC=200V； RC=10Ω ； RB1= ； RB2= ； 1．開通時間 ton： ton = td + tr （ ns級，很小） td：延遲時間，基極電流向發(fā)射結(jié)電容充電。 基極電流最大額定值 IBM： 內(nèi)部引線允許流過的最大基極電流，約為（ 1/2～ 1/6） ICM ③ 最高結(jié)溫 TJM 塑封，硅管： 1250～ 1500C； 金屬封裝，硅管： 1500～ 1750C； 高可靠平面管： 1750～ 2022C； ④最大功耗 PCM PCM = VCE? IC 受結(jié)溫限制，使用時注意散熱條件。 ICM。 ② 最大電流額定值： 大電流下，三種物理效應(yīng)會使 GTR電氣性能變差，甚至損壞器件。 ① 最高電壓額定值： BVCEO， BVCBO， BVCES， BVCER， BVCEX O：另一極開路； S：短路； R：外接電阻； X：反向偏置； Va:： IB=0時， IC電流急劇 增加時電壓； Vb:： IE=0時， IC電流急劇 增加時電壓； 一般： 另： BVEBO集電極開路時，發(fā)射結(jié)最高反向偏置電壓。
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