《电力电子技术知识》项目2 电力电子器件.pptVIP

任务2.4 全控型器件 3. GTO的特性 GTO的伏安特性与普通晶闸管的伏安特性相同。 2.4.1 门极可关断晶闸管 O t 0 t i G i A I A 0.9 I A 0.1 I A t t t f t s t d t r t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 图2.17 GTO的开关特性 任务2.4 全控型器件 4. GTO的主要参数 （1）最大可关断阳极电流IATO 用来标称GTO额定电流的参数，不是一个固定不变的值，因条件变化而变化，如门极负脉冲电流波形、电流参数及工作条件等对它都会有一定的影响。 （2）电流关断增益βoff 最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益，它是表示GTO门极关断能力的参数。 2.4.1 门极可关断晶闸管 任务2.4 全控型器件 (3)开通时间 指延迟时间与上升时间之和，即 ton=td+tr (2.4.2) GTO的延迟时间一般为1~2μs，上升时间则随通态阳极电流值的增大而增大。 (4)关断时间 一般指储存时间和下降时间之和，不包括尾部时间，即 toff=ts+tf (2.4.3) GTO的储存时间随阳极电流的增大而增大，下降时间一般小于2μs。 2.4.1 门极可关断晶闸管 任务2.4 全控型器件 5. GTO的驱动电路 2.4.1 门极可关断晶闸管 T导通时，由E1给门极提供正向驱动电流，使GTO导通。 T关断而SCR导通时，GTO门极与阴极间流过E2提供的负电流而被关断。 任务2.4 全控型器件 GTR通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构，同GTO一样采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成。 单管的GTR结构与小功率晶体管是类似的，由三层半导体形成的两个PN结构成，分别引出基极B、集电极C和发射极E三个电极。 2.4.2 电力晶体管 1. GTR的结构和工作原理 空穴流 电 子 流 (c) iB EB iC=βiB iE=(1+β)iB EC (a) B P 基区 N 漂移区 N + 衬底 B E C P + P + N + (b) B E C 图2.20 GTR的结构、电气符号和内部载流子的流动 任务2.4 全控型器件 定义集电极电流与基极电流的比为GTR的电流放大系数，即 (2.4.4) β反应了基极电流对集电极电流的控制能力。 当考虑到集电极和发射极间的漏电流ICEO时，iC和iB的关系为 (2.4.5) 一般ICEO很小，可忽略不计。但当温度升高时，ICEO按指数规律增大，高温时就不能忽略ICEO了。 2.4.2 电力晶体管 任务2.4 全控型器件 (1) GTR共射电路输出特性 2.4.2 电力晶体管 2. GTR的基本特性 截止区 放大区 饱和区 O IC IB1 IB1 IB2IB3 UCE IB2 IB3 图2.21 GTR共发射极接法的输出特性 在GTR共射极接法电路中，集电极电压UCE与集电极电流IC的关系曲线称为输出特性曲线，分为截止区、放大区和饱和区三个工作区。 任务2.4 全控型器件 ①截止区：IB≤0，GTR承受高电压，集电极只有很小的漏电流ICEO流过，类似于开关的断态。 ②放大区：IB0，IC=βIB ③饱和区：IBICS /β，IC与IB之间不再呈线性关系，管压降UCES很小，类似于开关的通态。ICS是集电极饱和电流，其值由外电路决定。 2.4.2 电力晶体管 任务2.4 全控型器件 GTR开通时需要经过延迟时间td和上升时间tr，则开通时间 ton=td+tr 增大基极驱动电流iB的幅值，并增大diB/dt，可以缩短开通时间。 关断时需要经过储存时间ts和下降时间tf，则关断时