现代电子技术基础 下 教学课件 作者 王成安 主编 18.ppt

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1、本章重点、难点普通晶闸管功率场效应晶体管绝缘栅双极型晶体管现代电力电子技术应用实例分析本章小结返回主目录第十八章现代电力电子器件及其应用本章重点、难点普通晶闸管的工作原理及特性晶闸管的测量方法重点：难点：功率MOSFET的主要特性IGBT的主要特性18.1普通晶闸管一、晶闸管的结构控制极阳极阴极符号二、晶闸管的工作原理1.反向阻断晶闸管阳极与阴极之间加反向电压，即晶闸管的阳极电压小于零，此时无论是否给控制极上加电压，灯泡都不发光，说明晶闸管不导通，这种状态称为反向阻断状态。2.正向阻断晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压，即晶闸管的阳极电压大于零，但由于在控制极上没有加电压

2、，灯泡仍不发光，说明晶闸管还未导通。这种状态称为正向阻断状态。3.触发导通在晶闸管阳极和阴极之间加上正向电压，同时给控制极和阴极之间加上合适的正向电压，即控制极的电压大于零，此时发现灯泡发光，说明晶闸管导通了。这种状态称为触发导通。4.切除触发信号仍导通在晶闸管导通后，将控制极上的电压去掉，灯泡仍然发光，表示晶闸管仍然导通。这说明晶闸管一旦导通之后，控制极就失去了控制作用。结论：（1）晶闸管导通必须具备两个条件：①晶闸管的阳极与阴极间加正向电压，即UAK>0；②控制极与阴极之间加足够的正向电压，即UGK>0。（2）晶闸管一旦导通，门极即失去了控制作用，故晶闸管也称为半控型

3、器件。(3)想使晶闸管关断，必须使晶闸管的阳极电流降到维持电流IH以下。此时晶闸管只有在同时满足导通的两个条件下才能再次导通。三、晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性是指晶闸管阳极电压UAK与阳极电流IA之间的函数关系四、晶闸管的主要参数1.额定电压UR正向重复峰值电压UDRM：当晶闸管的控制极开路，管子的阳极电压UAK升到正向转折电压UBO前，管子尚未硬开通，取这时电压的80%称为正向重复峰值电压UDRM。反向重复峰值电压URRM：晶闸管阳极承受反压时，尚未达到反向击穿时，取这时电压的80%称为反向重复峰值电压URRM。额定电压UR：正向重复峰值电压和反向重复峰值电压在数值

4、上很接近，把两者中较小的那个数值作为晶闸管的额定电压。使用晶闸管时，其额定电压应为电路中可能出现的最大电压的2~3倍，以保证晶闸管不被击穿。2.晶闸管的额定电流IT在环境温度40ºC和规定的散热条件下，晶闸管在电阻性负载的单相工频正弦半波电路中，所允许流过电流的平均值，称为晶闸管的额定电流。额定电流是有效值电流的1.57倍。使用晶闸管时，额定电流应是电路中可能出现的最大电流的2倍。3.晶闸管的维持电流IH在晶闸管的控制极开路和室温条件下，晶闸管触发导通后，维持通态所必须的最小电流，称作维持电流，用IH来表示。维持电流越小，晶闸管就越难关断。4.晶闸管的控制极触发电压UG和

5、触发电流IG在晶闸管加上6V的正向阳极电压时，使晶闸管由正向阻断到导通所需要的最小控制极电压和电流，叫做晶闸管的控制极触发电压UG和触发电流IG。一般UG为1~5v，IG为几十到几百毫安。为确保触发，加到控制极上的触发信号的电压和电流要比UG和IG大才行。5.通态平均电压UTA在晶闸管导通的条件下，通过额定电流时，晶闸管的阳极与阴极之间电压的平均值，叫做晶闸管的通态平均电压，用UTA表示。一般小功率晶闸管的通态平均电压UTA约为1V左右。五、晶闸管的测量1.晶闸管电极的判别对于普通塑料封装的小功率晶闸管，可用万用表RX100或RX1K档来测量。晶闸管的阳极和阴极之间的正反

6、向电阻接近无穷大，控制极和阴极之间的正反向电阻约为几百欧，由此可判别出控制极；控制极和阴极之间的正向电阻比反向电阻略小，由此可判断出阴极；余下的当然就是阳极了。对于大功率晶闸管，一般通过外型就可以判断出各个极。五、晶闸管的测量2.晶闸管好坏的判别用万用表测量晶闸管判断其好坏的方法是：测量各极之间的正反向电阻的大小。好的晶闸管，用万用表的RX1K档测量阳极与阴极间的正反电阻都很大。约几百千欧。用表的RX10或RX100档测控制极与阳极间的电阻大约为几十千欧，二者应有明显差别，则为好管。18.2功率场效应晶体管（PowerMOSFET）一、功率MOSFET的结构和工作原理N-

7、MOSFET电路符号P-MOSFET电路符号内部结构二、功率MOSFET的主要特性1.输出特性2.转移特性输出特性转移特性3.开关特性动态性能测试电路开关特性三、功率MOSET的主要参数1.通态电阻Ron2.开启电压（UT）3.跨导gm4.漏、源击穿电压UBDS5.栅、源击穿电压UBGS6.漏极峰值电流IDM18.3绝缘栅双极型晶体管一、IGBT的结构和工作原理结构内部电路符号二、IGBT的主要特性1.IGBT的伏安特性2.IGBT的转移特性3.动态特性三、IGBT的主要参数1.控制极-发射极击穿电压UGEM2.集电极-发射极