电力电子器件第八次课.pptVIP

第1页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理关断时间tof为：存储时间ts和与下降时间tf之和。ts是用来除去饱和导通时储存在基区的载流子的，是关断时间的主要部分。减小导通时的饱和深度以减小储存的载流子，或者增大基极抽取负电流Ib2的幅值和负偏压，可缩短储存时间，从而加快关断速度。负面作用是会使集电极和发射极间的饱和导通压降Uces增加，从而增大通态损耗。GTR的开关时间在几微秒以内，比晶闸管和GTO都短很多。图2.5.4GTR的开通和关断过程电流波形2、GTR的开关特性（1）关断过程：第2页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理集电极电流最大值ICM：一般以β值下降到额定值的1／2～1／3时的IC值定为ICM；基极电流最大值IBM：规定为内引线允许通过的最大电流，通常取IBM≈(1/2～1/6)ICM；3、GTR的主要参数(1)电压定额(2)电流定额集基极击穿电压BUCBO：发射极开路时，集基极能承受的最高电压；集射极击穿电压BUCEO：基极开路时，集射极能承受的最高电压；第3页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理(3)最高结温TjM：GTR的最高结温与半导体材料性质、器件制造工艺、封装质量有关。一般情况下，塑封硅管TjM为125～150℃，金封硅管TjM为150～170℃，高可靠平面管TjM为175～200℃。(4)最大耗散功率PCM：即GTR在最高结温时所对应的耗散功率，它等于集电极工作电压与集电极工作电流的乘积。这部分能量转化为热能使管温升高，在使用中要特别注意GTR的散热，如果散热条件不好，GTR会因温度过高而迅速损坏。3、GTR的主要参数（续）第4页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理(5)饱和压降UCES：为GTR工作在深饱和区时，集射极间的电压值。由图可知，UCES随IC增加而增加。在IC不变时，UCES随管壳温度TC的增加而增加。表示GTR的电流放大能力。高压大功率GTR(单管)一般β＜10；图2.5.5饱和压降特性曲线3、GTR的主要参数（续）(6)共射直流电流增益β：β=IC／IB第5页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理一次击穿集电极电压升高至击穿电压时，Ic迅速增大，出现雪崩击穿。只要Ic不超过限度，GTR一般不会损坏，工作特性也不变。二次击穿一次击穿发生时Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升，并伴随电压的陡然下降。常常立即导致器件的永久损坏，或者工作特性明显衰变。4、二次击穿和安全工作区（1）二次击穿图2.5.6一次击穿、二次击穿原理图2.5.7二次击穿临界线第6页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理按基极偏置分类可分为正偏安全工作区FBSOA和反偏安全工作区RBSOA。4、二次击穿和安全工作区（2）安全工作区安全工作区SOA(SafeOperationArea)是指在输出特性曲线图上GTR能够安全运行的电流、电压的极限范围。第7页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.5.1电力晶体管及其工作原理

（2）、安全工作区正偏安全工作区又叫开通安全工作区，它是基极正向偏置条件下由GTR的最大允许集电极电流ICM、最大允许集电极电压BUCEO、最大允许集电极功耗PCM以及二次击穿功率PSB四条限制线所围成的区域。反偏安全工作区又称GTR的关断安全工作区。它表示在反向偏置状态下GTR关断过程中电压UCE、电流IC限制界线所围成的区域。图2.5.9GTR的反偏安全工作区图2.5.8GTR正偏安全工作区①正偏安全工作区FBSOA②反偏安全工作区RBSOA第8页，共18页，星期日，2025年，2月5日第二章、电力电子器件2.1、电力电子器件的基本模型2.2、电力二极管2.3、晶闸管2.4、可关断晶闸管2.5、电力晶体管2.6、电力场效应晶体管2.7、绝缘栅双极型晶体管2.8、其它新型电力电子器件2.9、电力电子器件的驱动与保护第9页，共18页，星期日，2025年，2月5日2.6电力场效应晶体管1）分为结型场效应管简称JFET）和绝缘栅金属-氧化物-