第三章常用元器件及功率元器件的驱动与保护.pdf

第三章常用元器件及功率器件的驱动与保护 3.1 电阻 3.2 电容 3.3 电力二极管 3.4 电力场效应晶体管P－MOSFET 3.5 绝缘门极双极型晶体管IGBT 3.6 MOSFET及IGBT的驱动与保护 第三章常用元器件及功率器件的驱动与保护 3.1 电阻 3.1 电阻 3.1 电阻 3.1 电阻 表3.1 电阻阻值范围和温度特性 3.1 电阻 表3.2 主要电阻选择指南 3.2 电容 3.2 电容 3.2 电容 电力开关器件家族树 电力开关器件发展史 电力开关器件的分类 根据开关器件开通、关断可控性的不同，开关器件 可以分为三类： 仅二极管D是不可控开关器件。 √不可控器件： √半控器件：仅普通晶闸管SCR属于半控器件。可以控制 其导通起始时刻，一旦SCR导通后，SCR仍继续处于通态。 √全控型器件：三极管BJT、可关断晶闸管GTO、电力场 效应晶体管P-MOSFET、绝缘门极晶体管IGBT都是全控型器 件，即通过门极（或基极或栅极）是否施加驱动信号既能控 制其开通又能控制其关断 电力开关器件分类 根据开通和关断所需门极（栅极）驱动信号的不同要求， 开关器件又可分为电流控制型开关器件和电压控制型开关器件 两大类： SCR、BJT和GTO为电流驱动控制型器件 P－MOSFET、IGBT均为电压驱动控制型器件 三极管BJT要求有正的、持续的基极电流开通并保持为通 态，当基极电流为零后BJT关断。为了加速其关断，最好能提 供负的脉冲电流。 P-MOSFET和IGBT要求有正的持续的驱动电压使其开通 并保持为通态，要求有负的、持续的电压使其关断并保持为可 靠的断态。电压型驱动器件的驱动功率都远小于电流型开关器 件，驱动电路也比较简单可靠。 3.3 电力二极管  Power Diode结构和原理简单，工作可靠， 自20世纪50年代初期就获得应用。  快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、 高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具 有不可替代的地位。 半导体二极管基本特性—单向导电性 半导体电力二极管重要参数 半导体电力二极管的重要参数主要用来 衡量二极管使用过程中：  是否被过压击穿  是否会过热烧毁  开关特性 半导体电力二极管的开关特性  开关过程，由导通状态转为阻断 状态并不是立即完成，它要经历 一个短时的过渡过程；  此过程的长短、过渡过程的波形 对不同性能的二极管有很大差 异；  理解开关过程对今后选用电力电 子器件，理解电力电子电路的运 行是很有帮助的，因此应对二极 管的开关特性有较清晰的了解。 二极管电流定额的含义 电力二极管的类型 电力二极管的类型 电力二极管的类型 3） 肖特基二极管 反向耐压较低，（一般低于150V，）反向漏电流较大，多用于 低电压场合。 电力二极管的类型 二极管的基本应用 3.4 电力场效晶体管 3.4 电力场效晶体管 3.4 电力场效晶体管 3.4 电力场效晶体管 3.4 电力场效晶体管 2）电力MOSFET的基本特性 (1) 静态特性 漏极电流I 和栅源间电 D 压U 的关系称为 GS MOSFET的转移特性。 I 较大时，I 与U 的关 D D GS 系近似线性，曲线的斜 率定义为跨导G 。 fs 电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性