基本分立元件.ppt

电压和电流的关系 电阻R 电容C 电感L §1.4 场效应管 一、大功率晶体管GTR 电力晶体管Giant Transistor—GTR，直译为巨型晶体管 双极结型晶体管Bipolar Junction Transistor—BJT,也称为Power BJT 达林顿管，复合管β≈β1β2 提高了放大倍数，降低了驱动功率，仍较高 开关速度较快 （开通较慢，关断慢） 通态压降较低 功率较大 二、功率场效应管MOSFET 场效应管 FET—Field Effect Transistor 绝缘栅场效应管MOSFET—Metal Oxide Semiconductor FET 功率场效应管 Power MOSFET 垂直导电的双扩散型绝缘栅场效应管VDMOS—Vertical Double-diffused MOSFET 垂直导电，可获得大电流； 设有高阻区，耐压提高； 沟道短，开关速度和效率高。 开关速度很快 通态压降低 功率有限 四、绝缘栅双极型晶体管IGBT Insulated-gate Bipolar Transistor 场效应管和三极管复合 开关速度快 通态压降低 功率大 五、集成门极换流晶闸管IGCT Integrated Gate Commutated Thyristor 可关断晶闸管和晶体管结合:由晶闸管开通,转换为晶体管关断 开关速度快 通态压降低 功率大 耐压高 六、 其它半导体功率器件 1.MOS控制晶闸管MCT—MOS Controlled Thyristor 高输入阻抗、低驱动功率、开关快；高电大电流、低导通压降 一个MCT元有一个PNPN晶闸管和两个分别控制开通与关断的MOSFET 电压和电流容量都远未达到预期的数值，未能实际应用 2.静电感应晶体管SIT—Static Induction Transistor 垂直导电结构，频率更高，功率容量更大，适于高频大功率场合 栅极不加信号时导通，加负偏压时关断，称为正常导通型器件，不方便 通态电阻较大，通态损耗也大，因而未得到广泛应用 3.静电感应晶闸管SITH—Static Induction Thyristor 场控晶闸管FCT — Field Controlled Thyristor 通态压降低、通流能力强。特性与GTO类似，开关速度比GTO高得多 SITH一般也是正常导通型，工艺复杂，电流关断增益较小，应用有限 工作原理： 当uE UA+UF = UP 时 PN结反偏，iE很小； 当 uE ? UP 时 PN结正向导通, iE迅速增加。 B2 E RB1 RB2 B1 A UBB iE ? ? -- 分压比 (0.35 ~ 0.75) UP -- 峰点电压 UF -- PN结正向 导通压降 4.2 单结晶体管的特性和参数 IE uE UV UP IV UV、IV --谷点电压、电流 （维持单结管导通的最小 电压、电流。） 负阻区 UP-- 峰点电压 （单结管由截止变导通 所需发射极电压。） uEUV 时单结管截止 uEUP 时单结管导通 单结管符号 E B2 B1 单结管重 要特点 1. UEUV 时单结管截止； 2. UEUP 时单结管导通。 4.3 单结晶体管振荡电路 一、振荡过程分析 R R2 R1 C U uC uO E B1 B2 电路组成 振荡波形 uC t t uo UV UP 一、电路 u1 R2 R1 a RP C uc u2 R b c d e DZ T1 T2 D1 D2 uL RL u3 主电路 触发电路 五、 单结管触发的可控整流电路 二、波形关系 u2 uab U2M U2M ucb 削 波 整 流 UZ a u2 R b c DZ UZ 整流稳压电路部分 UZ 削 波 ucb udb UP UV ueb UP-UD 触 发 脉 冲 UZ R1 R2 RP C uc c d e DZ b 电容充、放电 单结晶体管电路部分 ? ? ? ? uL u3 ueb 触发脉冲 输出电压 u3 T1 T2 D1 D2 uL RL b e 可控硅桥式整流电路部分 ? ? ? ? §1.6 大功率半导体开关 开关速度、通态压降（工作效率） 一、大功率晶体管GTR 二、功率场效应管MOSFET 三、可关断晶闸管GTO 四、绝缘栅双极型晶体管IGBT 五、集成门极换流晶闸管IGCT 六、其它半导体功率器件 T2 B E C T1 G D S D G S P N+ N+ SiO2 N+ N- N- N+ N+ P S N+ 三、可关断晶闸管GTO