功率半导体器件.PPT

*功率半導體器件§１.１晶閘管的結構和工作原理一、晶閘管的結構結構:分為管芯及散熱器兩大部分。方式:分為螺栓型與平板型兩種。*第一章功率半導體器件螺栓型：散熱效果差，用於２００Ａ以下容量的元件；平板型：散熱效果好，用於２００Ａ以上的元件*第一章功率半導體器件內部結構：四層（P-N-P-N） 三端（A。K。G）*第一章功率半導體器件二、晶閘管的工作原理正向阻斷，反向阻斷。1、導通條件：1.晶閘管的陽極—陰極之間加正向電壓；2. 門極加正向電壓，使足夠的門極電流Ig流入。關斷條件：陽極電流小於維持電流IH以下並經過一段時間。*第一章功率半導體器件2、內部物理過程：電晶體的集電極電流為另一名電晶體的基極電流形成正回饋。*第一章功率半導體器件晶閘管的陽極電流應為:*第一章功率半導體器件當α1+α2=1時，Ig=0導通後，Ig無影響 (3)關斷IaIH,α1、α2均下降，元件關斷*第一章功率半導體器件§１-２晶閘管的特性一.??晶閘管的陽極伏安特性理想特性實際特性①????正向阻斷高阻區;②????負阻區;③????正嚮導通低阻區;④反向阻斷高阻區*第一章功率半導體器件二.晶閘管門極伏安特性IGFM：門極正向峰電流UGFM：門極正向峰電壓PGM：門極峰值功率PG：門極平均功率確保觸發：IgIGT,UgUGT加反壓10Ｖ，防止誤觸發分散性採用區域表示法*第一章功率半導體器件§１-３晶閘管的主要參數參照國家標準GB290032-92國電公司術語和GB4940-85普通晶閘管對主要參數做一介紹一、額定電壓UR 正反向重複峰值電壓 UDRM=0.8UDSM，URRM=0.8URSM 取UDRM和URRM中較小值，取整 1000V以下（100V一個等級），1000-3000V（200V一個等級）*第一章功率半導體器件二、通態平均電流（額定電流）IT(AV)單相、工頻、正弦半波、角度１７０°IT(AV)=I=Ｋf＝Ｉ/IT(AV)=π/2=1.57選擇元件：有效電流整流輸出：平均電流從平均電流找出相應波形的有效電流以保證不過熱。*第一章功率半導體器件三、通態平均電壓（管壓降）UT(AV)通態平均電壓∶P.13表1-5四、維持電流ＩH幾十mA，結溫↑IH↓(難關斷)五、擎住電流ＩL開通過程中，能維持導通的最小電流。ＩL＝（2～4）ＩH*第一章功率半導體器件六、門極觸發電流ＩGT與門極觸發電壓ＵGT對觸發電路要求，隨溫度變化。七、門極控制的開通時間ｔgt幾十至幾百微秒。八、電路換向關斷時間ｔq導通時有載流子存在。使載流子消失，正向阻斷能力，ｔq４０微秒以上。*第一章功率半導體器件九、斷態電壓臨界上升率門極開路，使元件斷通的最小電壓上升UakUB0，IC相當於Ig十、通態電流臨界上升率di/dt過大J↑*第一章功率半導體器件十一、晶閘管的型號Ｐ----普通,Ｋ—快速型，Ｓ—雙向型，Ｎ—逆導型，Ｇ—可關斷，LTT—光控KP[電流]─[電壓/100][通態壓降組別]KP500-12G 0.9V=UT(AV)=1.0V 作業∶P．36習題2、3、7.2)、5)、8.2)、5)*§１-４大功率二極體一、大功率二極體的結構大功率二極體的內部結構與外部構成與晶閘管基本相同，只是少了一個可控的門極。從內部結構上看，它是一個具有Ｐ型及Ｎ型兩層半導體、一個ＰＮ結和陽極Ａ、陰極Ｋ的兩層兩端半導體器件。與普通晶閘管相比∶有延遲導通、關斷現象。關斷時會出現暫態反向電流和暫態反向過電壓。 第一章功率半導體器件*第一章