【正文】 電流，因此它的發(fā)展曾受到一定影響。 SIT具有工作頻率高、輸出功率大、線性度好、無二次擊穿現(xiàn)象、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、輸入阻抗高等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已在雷達(dá)通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等某些專業(yè)領(lǐng)域獲得了較多的應(yīng)用。 GTO的許多性能雖然與 IGBT、電力 MOSFET相比要差，但其電壓、電流容量較大。這種特殊結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的。 GTO和普通晶閘管一樣，是 PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部也是引出陽極、陰極和門極。圖 (a)、 (b)所示分別為 IGBT的 FBSOA和 RBSOA。 IGBT常工作于開關(guān)工作狀態(tài)。圖中示出， IGBT內(nèi)還含有一個(gè)寄生的 NPN晶體管，它與作為主開關(guān)器件的 PNP晶體管一起組成一個(gè)寄生晶閘管 (可對照 IGBT結(jié)構(gòu)圖 —— 圖 (a))。 開通時(shí)間 ton和關(guān)斷時(shí)間 toff是衡量 IGBT開關(guān)速度的重要指標(biāo) 。 (a) 轉(zhuǎn)移特性 (b) 輸出特性 全控型器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 IGBT的開關(guān)特性如圖 。靜態(tài)特性主要是指 IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性，動態(tài)特性是指 IGBT的開關(guān)特性。 IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖如圖 (a)所示。除了上述參數(shù)外，電力 MOSFET還有其他一些參數(shù)，如開啟電壓、輸入電容、開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間等，使用時(shí)請參考相關(guān)手冊和資料。 全控型器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 4) 通態(tài)電阻 Ron 通常規(guī)定， Ron是在確定的柵源電壓 UGS下，電力 MOSFET飽和導(dǎo)通時(shí)漏源電壓與漏極電流的比值。 2) 漏極額定電流 ID和漏極峰值電流 IDM 漏極額定電流 ID和漏極峰值電流 IDM是標(biāo)稱電力 MOSFET電流定額參數(shù)。圖 MOSFET的動態(tài)特性波形。相對于 GTR來說，電力 MOSFET的開關(guān)速度非?？臁Ｈ鐖D (a)所示。電力 MOSFET和微電子技術(shù)中的 MOS管的導(dǎo)電機(jī)理相同。 全控型器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 3. GTR的二次擊穿現(xiàn)象與安全工作區(qū) 當(dāng) GTR的集電極電壓升高至前面所述的擊穿電壓時(shí)，集電極電流迅速增大，這種首先出現(xiàn)的擊穿是雪崩擊穿，被稱為一次擊穿。 2)集電極最大允許電流 IcM 通常規(guī)定直流電流放大系數(shù) hFE下降到規(guī)定值的 1/2～ 1/3時(shí)所對應(yīng)的 Ic為集電極最大允許電流。 GTR的基本結(jié)構(gòu)有 NPN和 PNP兩種，而在電力電子電路中主要采用 NPN結(jié)構(gòu)。 (a) 電氣圖形符號 (b) 伏安特性 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 電力晶體管 電力晶體管 (Giant Transistor， GTR)是一種耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管 (Bipolar Junction Transistor， BJT)，所以英文有時(shí)候也稱為 Power BJT。其電氣圖形符號和伏安特性如圖 。 (a) 電氣圖形符號 (b) 伏安特性 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 3. 逆導(dǎo)晶閘管 逆導(dǎo)晶閘管 (RCT)是將晶閘管與一個(gè)二極管反并聯(lián)再制作在同一管芯上的功率集成器件。 . 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 晶閘管的派生器件 快速晶閘管 (FST)包括常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應(yīng)用于 400Hz和 10kHz以上的斬波或逆變電路中。 8. 門極觸發(fā)電流 IGT 和門極觸發(fā)電壓 UGT 門極觸發(fā)電流 IGT 是指在室溫下，晶閘管施加 6V正向陽極電壓時(shí)，使元件由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)所必需的最小門極電流。 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 6. 斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt 斷態(tài)電壓臨界上升率是指在額定結(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。 IH 在室溫 40℃ 的條件下，當(dāng)晶閘管門極斷開時(shí)，使晶閘管維持導(dǎo)通所需要的最小陽極電流稱維持電流 IH 。 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 ? 器件的實(shí)際溫升與發(fā)熱和散熱情況有關(guān) ? 發(fā)熱和散熱平衡時(shí)，溫度不再升高 ? 器件的允許溫升與器件的規(guī)格有關(guān) ? 發(fā)熱與器件流過的電流大小與波形有關(guān) ? 實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)際溫升 ≤ 允許溫升，并有一定裕量 ? 一般情況下，為了應(yīng)用方便，采用額定電流表示器件允許的發(fā)熱 ? 但是，由于電力電子器件流過的電流波形比較復(fù)雜，因此它的額定電流應(yīng)遵循發(fā)熱等效原則確定 ? 器件生產(chǎn)商按正弦半波下的平均電流標(biāo)定器件額定電流 ? 具體應(yīng)用中應(yīng)按器件實(shí)際波形進(jìn)行重新計(jì)算 器件允許溫升與器件的額定電流 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 2. 額定電流 IT (AV) 晶閘管在環(huán)境溫度為 40℃ 和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值稱為晶閘管的通態(tài)平均電流 IT(AV)。例如，某晶閘管實(shí)測 UDRM =734V，URRM =810V，則額定電壓應(yīng)取 700V。下面介紹晶閘管的一些主要參數(shù)。 (4) 關(guān)斷損耗：在關(guān)斷過程中出現(xiàn)的瞬時(shí)功耗。 (2) 斷態(tài)損耗：這是晶閘管在穩(wěn)定阻斷期的功率損耗?？蓪p耗曲線分成以下幾部分。 (4)結(jié)溫越高，載流子復(fù)合時(shí)間越長，關(guān)斷時(shí)間也越長。 (2)外加反向電壓越高，反向電流越大，或反向電流上升率越大，排除過剩載流子速率就越大，關(guān)斷時(shí)間就越短。 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 晶閘管的關(guān)斷時(shí)間與下列因素有關(guān)。延遲時(shí)間和上升時(shí)間隨陽極電壓的增大都可顯著縮短。對于普通晶閘管 ,其td = ～ ， tr = ～ 3ms。 圖 晶閘管的伏安特性 (IG2 IG1 IG) 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 2. 動態(tài)特性 晶閘管的動態(tài)特性是指晶閘管在開通和關(guān)斷的動態(tài)過程中陽極電流和陽極電壓的變化規(guī)律，如圖 。 圖 晶閘管工作條件的實(shí)驗(yàn)電路 圖 晶閘管的雙晶體管模型 晶閘管導(dǎo)通實(shí)驗(yàn) 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 晶閘管的特性 晶閘管的特性包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 晶閘管的工作原理可以通過晶閘管的雙晶體管模型來解釋。 (5) 要使晶閘管關(guān)斷，必須去掉陽極正向電壓，或者給陽極加反壓，或者降低正向陽極電壓，使通過晶閘管的電流小于維持電流。 (4) 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。 (3) 要使晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通，必須在晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，同時(shí)在門極施加正向電壓。 (2) 當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，若門極不施加電壓，晶閘管也處于關(guān)斷狀態(tài)。 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 電力電子技術(shù) 共享資源課 晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理 1. 晶閘管的結(jié)構(gòu) 晶閘管的外形如圖 (a)所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 (b)所示，電氣圖形符號如圖 (c)所示，模塊外形如圖 (d)所示。 電力二極管 電力電子技術(shù) 共享資源課 半控型器件 — 晶閘管及其派生器件 晶閘管 (Thyristor)是硅晶體閘流管的簡稱，又稱作可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier， SCR)，以前被簡稱為可控硅。 1. 普通二極管 普通二極管 (Conventional Diode)又稱整流二極管 (Rectifier Diode)，多用于開關(guān)頻率不高 (1kHz以下 )的整流電路中 2. 快速恢復(fù)二極管 恢復(fù)過程很短，特別是反向恢復(fù)過程很短 (一般在 5ms以下 )的二極管被稱為快速恢復(fù)二極管 (Fast Recovery Diode， FRD)，簡稱快速二極管。電力二極管可以在 AC/DC變換電路中作為整流元件，也可以在電感元件的電能需要適當(dāng)釋放的電路中作為續(xù)流元件，還可以在各種變流電路中作為電壓隔離、鉗位或保護(hù)元件。 4. 浪涌電流 IFSM 浪涌電流 IFSM是指電力二極管所能承受的最大的連續(xù)一個(gè)或幾個(gè)工頻周期的過電流。 2. 額定電壓 UDE 額定電壓 UDE是指對電力二極管所能重復(fù)