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一.电力晶体管GTR 1. 晶体管与三极管的区别 I. 三极管和晶体管都有:截止区、放大区、饱和区; II. 三极管工作在放大区; III. 晶体管在开关过程中,主要工作在饱和区和截止区;
2. 晶体管的动态特性 I. GTR用基极电流控制集电极电流; II. GTR在开通和关断的时候有时间延迟,这主要是发射结势垒电容和集电结势垒电容 充电和放电产生的; III. 增大基极电流可以缩短延时时间;
二.电力场效应晶体管MOSFET 1. 电力MOSFET工作原理 电力MOSFET是电压控制电流型(通过控制栅源极间加正电压,来控制漏极电流)
I. 截止:漏源极间加正电源(漏极接电源正极,源极接电源负极),栅源极间电压为零 -P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源之间无电流流过; II. 导通:漏源极间加正电源(漏极接电源正极,源极接电源负极),栅源极间加正电压Ugs
-当Ugs大于Ut时,P型半导体反型成N型形成反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消 失,漏极和源极导电;
2. 电力MOSFET的转移特性 漏极电流Id和栅源间的电压Ugs的关系成为MOS的转移特性 下图表明,栅源电压对漏极电流的控制
3. 电力MOSFET的输出特性 I. 工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间转换; II. 漏源间有寄生二极管,漏源加反向电压时,MOS导通; III. MOSFET开关速度非常快,频率可达100kHz,是电力电子器件中最高的; IV. MOSFET是场控器件,在静态时,几乎不需要输入电流。但是在开关过程中需要对电容 充放电,需要一定的驱动。
三.绝缘栅双极晶体管IGBT 1. 绝缘栅双极晶体管工作原理 I. GTO和GTR是双极型电流驱动器件,具有电导调制效应,所以导电能力强(开通压降低)、 开关速度低(少子的存储效应造成); II. MOSFET是单极型电压驱动器件,开关速度高,输入阻抗高; III. IGBT开通:当栅极和发射极间的电压Uge大于开启电压Uge(th)时,MOSFET内形成沟 道,并为晶体管提供基极电流Id进而促使IGBT导通; IV. IGBT关断:当栅极和发射极间加反向电压或者不加电压时,MOSFET内的沟道消失,晶 体管的基极电流被斩断,IGBT关断。
2. IGBT特点总结 I. IGBT开关速度快,开关损耗小; II. IGBT的安全工作区比较大; III. IGBT的通态压降比MOSFET低;
四.电力电子器件总结
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