news 2026/4/23 13:39:46

典型的全控型器件

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
典型的全控型器件

门极可关断晶闸管GTO

晶闸管的一种派生器件;

通过在门极施加负的脉冲电流使其关断;

开关速度快,饱和程度相比晶闸管浅,更容易退出饱和关断;

电压电流容量大,与普通晶闸管接近。

图左是晶闸管 , 图右是GTO

主要参数

  • 最大可关断阳极电流IAT0

用来标称GT0额定电流

  • 电流关断增益βoff

最大可关断阳极电流IATO与门极负脉冲电流最大值IGMf之比。

βoff一般很小,只有5左右,这是GT0的一个主要缺点。

原因:如果最大可关断阳极电流是1000A的话,如果我们想要关断这个器件,就要施加200A的电压

电力晶体管GTR

  • 在应用中,GTR一般采用共发射极接法。

  • 集电极电流Ic与基极电流Ib之比为

β是电流放大系数

给这张图要知道每个区在什么位置

  • GTR的工作区域:饱和区截止区

  • GTR导通时通常工作在准饱和区:此时容易退出饱和状态实现迅速关断;

  • 为了避免工作在放大区功耗过大而损害器件,在导通截止两种状态转化过程中应该迅速通过放大区

二次击穿现象

GTR的集电极电压升高至击穿电压时,集电极电流迅速增大,这种首先出现的击穿是雪崩击穿,被称为一次击穿。出现一次击穿后,只要I不超过与最大允许耗散功率相对应的限度,GTR一般不会损坏。

但是实际应用中常常发现一次击穿发生时如不有效地限制电流I.增大到某个临界点时会突然急剧上升,同时伴随着电压的陡然下降,这种现象称为二次击穿。二次击穿常常立即导致器件永久损坏。内部出现电流集中点,引起局部过热使GTR彻底损坏,管壳却觉不到热。对GTR危害极大。

安全工作区(SOA

了解即可

二次击穿临界线Psb

最高电压UceM

集电极最大电流IcM

最大集电极耗散功率PcM

电力场效应晶体管

  1. 小功率MOS管(模电)是横向导电器件,电力MOSFET(电力电子)大都采用垂直导电结构,面积大电流大

  2. 多胞结构

  3. 栅极绝缘

  4. 低掺杂,电阻率大,耐压高;电力场效应管是一种单极性器件,所以无电导调制效应,通态电阻大

  5. 反并联的二极管

输出特性:是漏极伏安特性。

非饱和区(对应于GTR的饱和区),非饱和是指漏源电压增加时漏极电流相应增加。

饱和区(对应于GTR的放大区)饱和是指漏源电压增加时漏极电流不再增加

截止区(对应于GTR的截止区)

通态电阻具正温度系数,对器件并联时的均流有利。

绝缘栅双极晶体管IGBT

IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构,一个由MOSFET驱动PNP晶体管。

优缺点(IGBT , GTR , GTO ,MSOFET)

IGBT:电压驱动驱动功率小开关速度低于电力MOSFET电流容量低于GTO

GTR :电流驱动驱动功率大开关速度低耐压高电流大

GTO:电流驱动驱动功率大具有电导调制效应电流增益小开关速度低

电力MOSFET:开关速度高,电压驱动 ,驱动简单适用于10kw的电力电子装置

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