电子电力第一章器件课件.ppt

1、功率半导体器件功率半导体器件的分类功率半导体器件的分类:1、按可控性分类、按可控性分类 （1）不控型器件）不控型器件 （2）半控型器件）半控型器件 （3）全控型器件）全控型器件 2、按驱动信号类型分类、按驱动信号类型分类 （1）电流驱动型）电流驱动型 （2）电压驱动型）电压驱动型 2功率半导体器件1-2 大功率二极管大功率二极管 一、一、大功率二极管的结构大功率二极管的结构 大功率二极管的内部结构与外部构成与晶闸管基本相同，只是少大功率二极管的内部结构与外部构成与晶闸管基本相同，只是少了一个可控的门极。了一个可控的门极。反向恢复时间反向恢复时间 trr：普通普通25S 快速快速 200-500

2、nS与普通二极管相比有延迟导通、关断现象。与普通二极管相比有延迟导通、关断现象。关断时会出现瞬时反向电流和瞬时反向过电压。关断时会出现瞬时反向电流和瞬时反向过电压。3功率半导体器件 二、大功率二极管的伏安特性二、大功率二极管的伏安特性4功率半导体器件 三、大功率二极管的开通、关断特性三、大功率二极管的开通、关断特性 5功率半导体器件 四、大功率二极管的主要参数四、大功率二极管的主要参数 、额定电流、额定电流 IF 正向平均电流正向平均电流 、额定电压、额定电压 URRM 反向重复峰值电压反向重复峰值电压 、反向漏电流、反向漏电流 反向不重复平均电流反向不重复平均电流IRS，反向重复平均电流，反

3、向重复平均电流IRR 、正向平均电压、正向平均电压UF 五、大功率二极管的型号五、大功率二极管的型号ZP电流电流电压电压/100 6功率半导体器件1-3 晶闸管晶闸管一、晶闸管的结构一、晶闸管的结构结构结构:分为管芯管芯及散热器散热器两大部分。方式方式:分为螺栓型螺栓型与平板型平板型两种。7功率半导体器件螺栓型：螺栓型：散热效果差，用于200以下容量的元件平板型：平板型：散热效果好，用于200以上的元件a）自冷 b）风冷 c）水冷8功率半导体器件内部结构内部结构：四层（P-N-P-N）三端（A、K、G）9功率半导体器件二、晶闸管的工作原理二、晶闸管的工作原理 特点：正向阻断特点：正向阻断 反向

4、阻断反向阻断 1、导通条件导通条件：正向阳极电压，正向门极电压。关断条件关断条件：必须使阳极电流降低到某一数值之下（约几十毫安）。2、内部物理过程内部物理过程：晶体管的集电极电流为另一只晶体管的基极电流晶体管的集电极电流为另一只晶体管的基极电流形成正反馈形成正反馈10功率半导体器件晶闸管的阳极电流应为:cokacccaIIIIIII21021agkIII)(1212gcoaIIIK11功率半导体器件1112222)(00)1(ebcebgIIIIII0caII 21111222)()2(bcebcegIIIIIII)(1210caII导通后，Ig无影响(3)关断 Ia IGT,Ug UGT 加

5、反压170 波形系数波形系数 f/IT(AV)=/2 =1.57 选择元件：有效电流 整流输出：平均电流从平均电流找出相应波形的有效电流以保证不过热选用器件时 IT(AV)=(1.5 2)IT/1.570mmT(AV)dsin21IttII2mm01(sin)d22IIItt17功率半导体器件3、通态平均电压（管压降）、通态平均电压（管压降）UT(AV)4、维持电流、维持电流H 5、擎住电流、擎住电流L 开通过程中，能维持导通的最小电流。IL（24）IH几十mA，结温 IH(不易关断)18功率半导体器件 6、门极触发电流、门极触发电流GT与门极触发电压与门极触发电压GT 对触发电路要求，随温度

6、变化。7、电路换向关断时间、电路换向关断时间q 导通时有载流子存在。使载流子消失，恢复正向阻断能力，q 40微秒以上。19功率半导体器件 门极开路，使元件断通的最小电压上升率 Uak UB0，Ic相当于Ig9、通态电流临界上升率、通态电流临界上升率 di/dtdi/dt过大过大J8、断态电压临界上升率、断态电压临界上升率 du/dt20功率半导体器件 11、晶闸管的型号、晶闸管的型号 普通,快速型，双向型，逆导型，可关断 KP电流电压/100 KP500-12通态平均电压组别正反向重复峰值电压通态平均电流普通型闸流特性21功率半导体器件 五、晶闸管的派生器件五、晶闸管的派生器件 1、快速晶闸管、快速晶闸管（FST）开通、关断时间：微秒级使用频率可至几千赫芝2、双向晶闸管、双向晶闸管（TRIAC）22功率半导体器件3、逆导晶闸管（逆导晶闸管（RCT）4、门极可关断晶闸管（、门极可关断晶闸管（GTO）门极加正向脉冲电流时导通门极加正向脉冲电流时导通 加负脉冲电流时能关断加负脉冲电流时能关断23功率半导体器件作业作业 P.42 习题习题 3 4 5 24功率半导体器件