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功率半导体器件,,功率半导体器件,2,功率半导体器件的分类1、按可控性分类（1）不控型器件（2）半控型器件（3）全控型器件2、按驱动信号类型分类（1）电流驱动型（2）电压驱动型,功率半导体器件,3,1-2大功率二极管一、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，只是少了一个可控的门极。,,,反向恢复时间trr普通2～5μS快速200-500nS,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。,功率半导体器件,4,二、大功率二极管的伏安特性,,,功率半导体器件,5,三、大功率二极管的开通、关断特性,,,功率半导体器件,6,四、大功率二极管的主要参数１、额定电流IF正向平均电流２、额定电压URRM反向重复峰值电压３、反向漏电流反向不重复平均电流IRS，反向重复平均电流IRR４、正向平均电压UF,五、大功率二极管的型号ZP[电流]─[电压/100][],,,功率半导体器件,7,1-3晶闸管,一、晶闸管的结构,,,结构分为管芯及散热器两大部分。,方式分为螺栓型与平板型两种。,功率半导体器件,8,螺栓型散热效果差，用于200Ａ以下容量的元件,,,平板型散热效果好，用于200Ａ以上的元件,a）自冷b）风冷c）水冷,功率半导体器件,9,内部结构四层（P-N-P-N）三端（A、K、G）,,,功率半导体器件,10,二、晶闸管的工作原理特点正向阻断反向阻断1、导通条件正向阳极电压，正向门极电压。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,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,功率半导体器件,11,晶闸管的阳极电流应为,,,K,功率半导体器件,12,导通后，Ig无影响,3关断IaIGT,UgUGT加反压170,波形系数∶Ｋf＝Ｉ/ITAVπ/21.57,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ITAV1.5～2IT/1.57,功率半导体器件,18,3、通态平均电压（管压降）UTAV,4、维持电流ＩH,5、擎住电流ＩL开通过程中，能维持导通的最小电流。IL＝（2～4）IH,,,几十mA，结温↑IH↓不易关断,功率半导体器件,19,6、门极触发电流ＩGT与门极触发电压ＵGT对触发电路要求，随温度变化。,7、电路换向关断时间ｔq导通时有载流子存在。使载流子消失，恢复正向阻断能力，ｔq40微秒以上。,,,功率半导体器件,20,门极开路，使元件断→通的最小电压上升率UakUB0，Ic相当于Ig,9、通态电流临界上升率di/dt,di/dt过大→J↑,,,8、断态电压临界上升率du/dt,功率半导体器件,21,11、晶闸管的型号Ｐ普通,Ｋ快速型，Ｓ双向型，Ｎ逆导型，Ｇ可关断KP[电流]─[电压/100][],,,KP500-12,功率半导体器件,22,五、晶闸管的派生器件,,,1、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（TRIAC）,功率半导体器件,23,,,3、逆导晶闸管（RCT）,4、门极可关断晶闸管（GTO）,门极加正向脉冲电流时导通加负脉冲电流时能关断,功率半导体器件,24,,作业∶P.42习题345,
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