浙江大学网络教育课程：《电力电子技术》教学资源（PPT课件）第一章 功率半导体器件 4.全控器件

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 课程名称:电力电子技术 教师:潘再平 学时:32 第4学时 内容:全控型器件 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 课程名称：电力电子技术 教 师：潘再平 学 时：32 第 4 学 时 内 容：全 控 型 器 件 1

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 四、大功率晶体管(GTR) 特点:开关频率较高、动态性能好、承受功耗小、控制方便。 阻断能力差、瞬态过电压及过载能力差。 1结构 B E PN P 普通晶体管结构 符号 GTR结构 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 2 四、大功率晶体管（GTR） 1.结构： 普通晶体管结构 GTR结构 符号 特点： 开关频率较高、动态性能好、承受功耗小、控制方便。 阻断能力差、瞬态过电压及过载能力差

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 2.工作特性 (1)静态特性 准饱和区 饱 线性放大区l2 l8=0 截止区 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 3 2.工作特性 （1）静态特性

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 (2)动态特性 909 bI R 10% C u b R R R 909 10% 二二二二二二二千二二 to t1 t2 4l5 ta:延迟时间;t:存储时间 千:集电极电流上升时间;t;集电极电流下降时间 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 4 （2）动态特性 td：延迟时间； t s：存储时间 t r：集电极电流上升时间；t f：集电极电流下降时间 图1-17 i b I b 1 I b 2 I cs i c 0 0 90%I b 1 10%I b 1 90%I cs 10%I cs t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t t t off t s t f t o n t r t d

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 3主要参数 (1)电压参数 集电极额定电压UCEM应小于UcEo Ucpo:基极开路,集电极电流较大时,集,射极间的击穿电压 (2)电流参数 连续(直流)额定电流I 集电极额定电流(最大允许电流)LCM 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 5 3.主要参数 （1）电压参数 集电极额定电压 UCEM 应 小于 UCEO UCEO：基极开路，集电极电流较大时，集，射极间的击穿电压 （2）电流参数 连续（直流）额定电流 IC 集电极额定电流（最大允许电流）ICM

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 4.二次击穿现象与安全工作区 (1)二次击穿现象 二 U个→L 个个 ceo 2 一次击穿 出现击穿现象(AB段),称一次击穿。 2)U仍个,i个→达C点 二次击穿临界线 集电极局部过热,C→D负阻效应,低 电流,大电压,称二次击穿,元件损坏。 二次击穿负阻区 IE<O 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 6 (1) 二次击穿现象 出现击穿现象（AB段），称一次击穿。 1) Uce Uceo ,i c  2) Uce仍 ，i C  达C点 集电极局部过热，C→D负阻效应, 低 电流，大电压，称二次击穿，元件损坏 。 4.二次击穿现象与安全工作区

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 (2)安全工作区 IC Ic Io CM DC PW 1ms 10ms PcM线 二次击穿 功耗线 CEO UCE FBSOA RBSOA 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 7 (2) 安全工作区 FBSOA RBSOA

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 五、功率场效应晶体管( P-MOSFET) 特点:电压控制,控制极(栅极)静态内阻高 驱动功率小,开关速度高,无二次击穿,安全工作区宽 1结构 D iP D 勾道 N 下沟道 P沟道 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 8 1.结构 五、功率场效应晶体管（P-MOSFET） 特点：电压控制，控制极（栅极）静态内阻高 驱动功率小，开关速度高，无二次击穿，安全工作区宽

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术 2.工作特性 IDt UGS1SUGS2UGS3 GS3 (1)静态特性 U II/III 1)漏极伏安特性 UGs (I)可调电阻区 Ucs=0 GS (Ⅱ)饱和区 (Ⅲ)击穿区 2)转移特性 gm=△Ua D 跨导(与GTR中相似) AM 表示栅源电压对n的控制 GS(th) 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 9 (Ⅰ) 可调电阻区 (Ⅱ) 饱和区 ( Ⅲ) 击穿区 1)漏极伏安特性 2.工作特性 （1）静态特性 GS D m U I g   = 跨导（与GTR中β相似） 表示栅源电压对ID的控制 2)转移特性

浙江大学远程教育学院 电力电子技术 GD G C DS (2)开关特性 为多数载流子器件,没有存储 效应,开关时间短为20ns左右 输入电容:Cm=Cos+CD 静态驱动电流小 一一一 动态C充放电,驱动电流稍大 开通:a)U↑Cn充电,U↑ b)Uas↑Usm时,导电沟道,有 d (on) t on c)b随Us个,预夹断 C.仍充电,U个稳定,in不变 第4学时第1章第4节全控型器件

浙江大学远程教育学院 -电力电子技术- 第4学时 第1章第4节 全控型器件 10 Cin = CGS +CGD 静态驱动电流小 动态Cin充放电，驱动电流稍大 开通：a） UP ,Cin充电，UGS  b) (TH D U U i GS  GS ）时，导电沟道，有 c) 仍充电， 稳定， 不变 随 ，预夹断 i n GS D GS C U i i D U   on d on r t t t ＝ （ ） ＋ 输入电容: (2)开关特性 为多数载流子器件，没有存储 效应，开关时间短为20ns左右