2-1認(rèn)識(shí)GTR、功率MOSFET、IGBT

1、項(xiàng)目二 開關(guān)電源的分析與調(diào)試2-1認(rèn)識(shí)GTR、功率MOSFET、IGBT1.能用萬用表判斷GTR、功率MOSFET、IGBT的好壞。2.能測(cè)試GTR、功率MOSFET、IGBT的工作特性。學(xué)習(xí)目標(biāo)電源銘牌是一個(gè)電源的“身份證” 導(dǎo)入計(jì)算機(jī)電源又叫計(jì)算機(jī)開關(guān)電源，為什么稱之為開關(guān)電源呢？頭腦風(fēng)暴典型的原理框圖IBM PC/XT系列主機(jī)的開關(guān)電源電路電源的技術(shù)基本上沒有重大革新，改變的是電源規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以及個(gè)別元件的替換而已。 分類1分類2分類3：根據(jù)門極(柵極)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的不同（1）電流控制器件：SCR、GTO、GTR。（驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，工作頻率低。）（2）電壓控制器件：MOSEET、I

2、GBT。（驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單可靠，工作頻率高。 ）提綱一、門極可關(guān)斷晶閘管二、電力晶體管三、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管四、門極絕緣柵雙極晶體管一、門極可關(guān)斷（GTO）晶閘管1. 結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)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點(diǎn)：GTO內(nèi)部包含數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)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。2. 導(dǎo)通關(guān)斷條件導(dǎo)通：同晶閘管，AK正偏，GK正偏關(guān)斷：門極加負(fù)脈沖電流 （IG）3.特點(diǎn)全控型容量大 off5電流控制型電流關(guān)斷增益 off ： 最大可關(guān)斷陽極電流與門極負(fù)脈沖電流最大值IGM之比稱為電流關(guān)斷增益GM

3、ATOoffII 1000A的GTO關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流峰值要200A 。表表 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)50 A GTO50 A GTO參數(shù)參數(shù) 二、GTR電力晶體管大功率晶體管又可稱為電力晶體管（Giant TRansistor）, 簡(jiǎn)稱GTR， 通常指耗散功率（或輸出功率） 1 W以上的晶體管。 GTR的電氣符號(hào)與普通晶體管相同。 20世紀(jì)80年代以來，在中、小功率范圍內(nèi)取代晶閘管，但目前又大多被IGBT和電力MOSFET取代。1、GTR結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)2、GTR工作原理3、GTR三種系列4、GTR模塊5、 GTR的二次擊穿現(xiàn)象 一次擊穿v集電極電壓（Uce）升高至擊穿電壓時(shí)，Ic迅速增大，出現(xiàn)雪崩擊穿。

4、二次擊穿v一次擊穿發(fā)生時(shí)，如果繼續(xù)增高外接電壓，則Ic繼續(xù)增大，當(dāng)達(dá)到某個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，Uce會(huì)突然降低至一個(gè)小值，同時(shí)導(dǎo)致Ic急劇上升，這種現(xiàn)象稱為二次擊穿，v二次擊穿的持續(xù)時(shí)間很短，一般在納秒至微秒范圍，常常立即導(dǎo)致器件的永久損壞。必需避免。截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)圖1-16OIcib3ib2ib1ib1ib20，UGSUT UT為開啟電壓，又叫閾值電壓，典型值為24 V關(guān)斷： UGSUT3.特點(diǎn) (1) 輸入阻抗高，屬于純?nèi)菪栽?，不需要直流電流?qū)動(dòng)， 屬電壓控制器件， 可直接與數(shù)字邏輯集成電路連接，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。 (2) 開關(guān)速度快，工作頻率可達(dá)1 MHz， 比GTR器件快10倍， 可實(shí)現(xiàn)高頻斬

5、波，使開關(guān)損耗小。 (3) 熱穩(wěn)定性好，不存在二次擊穿問題，安全工作區(qū)SOA較大。 4.主要參數(shù) 1) 漏極電壓UDS 電力MOSFET電壓定額 2) 漏極最大允許電流IDM 電力MOSFET電流定額 3) 柵源電壓UGS 柵源之間的絕緣層很薄，UGS20V將導(dǎo)致絕緣層擊穿實(shí)際應(yīng)用：開通的正驅(qū)動(dòng)電壓：1015V關(guān)斷的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓： -5 -15V品牌IR (International Rectifier國(guó)際整流器公司)-老牌勁旅，貴且缺著，但還是要用 ST (ST Microelectronics意法半導(dǎo)體公司)-性價(jià)比不錯(cuò)的老牌子 FSC(FAIRCHILD飛兆半導(dǎo)體）大家習(xí)慣叫“仙童” In

6、fineon(Infineon英飛凌半導(dǎo)體)ON(Onsemi安森美半導(dǎo)體)- ROHM(ROHM羅姆半導(dǎo)體)-你用得多嗎？ TOSHIBA(TOSHIBA東芝半導(dǎo)體)-日系廠商的首選，型號(hào)有點(diǎn)亂型號(hào)四、絕緣柵雙極晶體管IGBT 絕緣柵雙極型晶體管簡(jiǎn)稱為IGBT（Insulated Gate Biopolar Transistor）,是80年代中期發(fā)展起來的一種新型。IGBT綜合了和的輸入阻抗高、工作速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、承受電流大的優(yōu)點(diǎn)。成為當(dāng)前電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展方向。1. 結(jié)構(gòu)、符號(hào)復(fù)合結(jié)構(gòu)（= 符號(hào)更新特性（a) 轉(zhuǎn)移特性 （b) 輸出特性2.導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)際應(yīng)用：開通的正驅(qū)動(dòng)電壓：1520V關(guān)斷的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓： -5 -15V導(dǎo)通：UCE0，UGEUT UT為開啟電壓，又叫閾值電壓，典型