第5章半导体器件概要.ppt

正向阻断区 反向阻断状态 UGE（th） IC 饱和区 线 区 性 UCE 0 IGBT的输出特性表示IGBT集射极电压UCE和集电极电流IC之间的关系，输出特性曲线分为正向阻断区，饱和区和线性区。当UCE?0时，IGBT为反向阻断工作状态。在电力电子电路中，IGBT工作在开关状态，因而它是工作在正向阻断区和饱和区。 IGBT工作时，集电极接高电位，发射极接低电位，栅极与发射极间加控制电压。当IGBT作为开关管使用时，为了使其导通，应在栅极与发射极间加正向偏压，为了使其截止，应在栅极与发射极间加反向偏压。 * * * * * * * * * 工作原理： 并且即使电压uG消失，晶闸管仍可保持导通。因此控制极的作用只是使晶闸管触发导通，导通后控制极就失去了控制用。晶闸管导通时，阳极与阴极之间的正向压降一般为0.6~1.2V。 在这种情况下若在晶闸管的控制极G与阴极K间加一个正向电压uG，又称触发电压，且uG?0，这个触发电压使晶闸管A、K两端导通，晶闸管一旦导通，就显示出了与二极管类似的正向特性。 P1 P2 N1 N2 J1 J2 J3 K A G 若要关断晶闸管，可减小阳极电流IA到维持电流IH以下，使它由导通状态变为正向阻断状态而关断；或在阳极与阴极之间加反向电压，使其由导通状态变为反向阻断状态而关断。 综上所述，晶闸管的导通条件为：在阳极和阴极间加正向电压，并在控制极和阴极之间加正向触发电压。晶闸管的关断条件：使IA?IH或在阳极与阴极间加反向电压。因此可将晶闸管看成是一个可控的单向导电开关。 双向晶闸管。它是可以两个方向控制导通的晶闸管，其符号如图所示。用T1和T2分别表示两个极，G仍为控制极。 G T1 T2 实际上它相当于两个反向并联晶闸管的组合，只是共用一个控制极，通过在控制极施加正负电压来控制晶闸管的双向导通。 双向晶闸管 G T1 T2 T2 T1 G 通常uT2T1?0时，控制极与T1极间加正向电压，即uGT1?0，双向晶闸管为正向导通； uT2T1?0时，在控制极与T1极间加反向控制电压，即uGT1?0，双向晶闸管为反向导通。 晶闸管有两个工作区域。当晶闸管承受反向电压，且大小低于反向击穿电压UBR时，仅有极小的反向漏电电流，与二极管的反向特性类似。这时无论控制极是否有正向电压，晶闸管均不会导通，处于反向阻断状态。 晶闸管的特性曲线 IA UAK UBR UDSM IG=0 IG1 IG2 IH 0 2. 晶闸管的特性曲线 当反向电压超过一定值并达到反向击穿电压时，会使反向漏电电流急剧增大，导致晶闸管损坏。 IA UAK UBR UDSM IG=0 IG1 IG2 IH 0 当晶闸管两端加入正向电压、而控制极未加电压时，IG＝0，晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电电流IA。若晶闸管两端正向电压增加到某一数值时（UDSM），电流IA突然急剧增加，晶闸管在没有控制极电压作用下，由正向阻断变为导通，这个电压UDSM称为晶闸管的正向转折电压。 在正常工作时，一般不允许晶闸管上的正向电压值达到UDSM，因为这将失去晶闸管控制极的作用，同时这种导通方法容易造成晶闸管的损坏。 IA UAK UBR UDSM IG=0 IG1 IG2 IH 0 若在控制极上加触发电压，则产生控制极电流，即IG?0，这会降低转折电压，电流IG越大，转折电压越低。电流IG从控制极流入晶闸管、从阴极流出晶闸管。 双向晶闸管的特性曲线在第1和第3象限有对称的伏安特性。 双向晶闸管特性曲线 I U IG=0 0 （1） 正向重复峰值电压UDRM UDRM是指控制极开路时，允许重复加在晶闸管上的最大正向电压，通常UDRM＝0.8UDSM 3. 晶闸管的主要参数 (2) 反向重复峰值电压URRM URRM是指控制极开路时，允许重复加在晶闸管上的最大反向电压，通常URRM＝0.8UBR。普通晶闸管的UDRM和URRM的值为100~3000V。 (3) 额定正向平均电流IF IF是指在规定环境温度和标准散热及晶闸管全导通条件下，允许晶闸管连续通过的工频正弦半波在一个周期内的平均值即 （4） 维持电流IH IH是指在控制极开路和规定环境温度下，维持晶间管导通的最小电流。当晶闸管正向电流小于IH时，晶闸管将自行关闭。 （5） 控制极触发电流IG IG是指在室温和阳、阴极之间直流电压为6V条件下，使晶闸管完全导通所需的最小控制极直流电流，从几毫安至几百毫安。 （6）控制极触发电压U