電力電子技術(shù)基礎(chǔ)2―器件

1、,第二部分 電力電子器件,6,South China University of Technology,電力電子技術(shù)基礎(chǔ),第二部分 電力電子器件,全控型器件,門極可關(guān)斷晶閘管在晶閘管問世后不久出現(xiàn) 20世紀(jì)80年代以來，信息電子技術(shù)與電力電子技術(shù)在各自發(fā)展的基礎(chǔ)上相結(jié)合高頻化、全控型、采用集成電路制造工藝的電力電子器件，從而將電力電子技術(shù)又帶入了一個嶄新時代 典型代表門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管,1.3 可關(guān)斷晶閘管（GTO）,電力電子技術(shù),第二部分 電力電子器件,GTO的特點(diǎn),電力電子技術(shù)基礎(chǔ),門極可關(guān)斷晶閘管（Gate-Turn-Off Thyristo

2、r GTO） 晶閘管的一種派生器件 可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷 GTO的電壓、電流容量較大，與普通晶閘管接近，因而在兆瓦級以上的大功率場合仍有較多的應(yīng)用,電力電子技術(shù),第二部分 電力電子器件,GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理,電力電子技術(shù)基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)：與普通晶閘管的相同點(diǎn)： PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部引出陽極、陰極和門極 和普通晶閘管的不同：GTO是一種多元的功率集成器件，內(nèi)部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小GTO元，這些GTO元的陰極和門極則在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起,電力電子技術(shù),第二部分 電力電子器件,GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理,電力電子技術(shù)基礎(chǔ),與普通晶閘管一樣，可以用右圖所示的雙晶體管模型來分

3、析 1+2=1是器件臨界導(dǎo)通的條件。當(dāng)1+21時，兩個等效晶體管過飽和而使器件導(dǎo)通；當(dāng)1+21時，不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷,電力電子技術(shù),第二部分 電力電子器件,GTO與普通晶閘管的區(qū)別,電力電子技術(shù)基礎(chǔ),GTO能夠通過門極關(guān)斷的原因是其與普通晶閘管有如下區(qū)別： （1）設(shè)計2較大，使晶體管V2控制靈敏，易于 GTO關(guān)斷 （2）導(dǎo)通時1+2更接近1（1.05，普通晶閘管1+21.15） 導(dǎo)通時飽和不深，接近臨界飽和，有利門極 控制關(guān)斷，但導(dǎo)通時管壓降增大 （3）多元集成結(jié)構(gòu)使GTO元陰極面積很小，門、陰極間距大為縮短，使得P2基區(qū)橫向電阻很小，能從門極抽出較大電流,GTO與普通晶閘管的區(qū)別,電力電

4、子技術(shù)基礎(chǔ),導(dǎo)通過程與普通晶閘管一樣，只是導(dǎo)通時飽和程 度較淺 關(guān)斷過程：強(qiáng)烈正反饋門極加負(fù)脈沖即從門 極抽出電流，則IG減小，使IK和Ic2減小，Ic2的減小又使IA和Ic1減小，又進(jìn)一步減小V2的基極電流 當(dāng)IA和IK的減小使1+220V將導(dǎo)致絕緣層擊穿 4) 極間電容 極間電容CGS、CGD和CDS 廠家提供：漏源極短路時的輸入電容Ciss、共 源極輸出電容Coss和反向轉(zhuǎn)移電容Crss,MOSFET的特點(diǎn),電力電子技術(shù)基礎(chǔ), 電壓控制，輸入阻抗高。, 單極型，溫流負(fù)反饋， 溫度穩(wěn)定性高，無二次擊穿。, 橫向?qū)щ?，電流小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置 。,K為器件的幾何常數(shù)，N=2.52.7,特點(diǎn)用柵極電壓來控制漏極電流 驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小 開關(guān)速度快，工作頻率高 熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR,MOSFET的并聯(lián)運(yùn)行,電力電子技術(shù)基礎(chǔ),Ron具有正溫度系數(shù)，具有電流自動均衡的能力，容易并聯(lián) 注意選用Ron、UT、Gf