浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 §1.1晶闸管的结构和工作原理 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。 及 a)嫁栓型 b)平板型
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 1 第一章 功率半导体器件 §１.１ 晶闸管的结构和工作原理 一、 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
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 6) 自 6)风冷 c)水冷 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 2
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 2 第一章 功率半导体器件 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
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 内部结构:四层(PNPN)三端(A。K。G) G K K N P 术 3
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 3 第一章 功率半导体器件 ⚫ 内部结构：四层（P-N-P-N） 三端（A。K。G）
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 二、晶闸管的工作原理 正向阻断,反向阻断。 、导通条件:1.晶闸管的阳极一阴极之间加正向电压;2 门极加正向电压,使足够的门极电流I流入 关断条件:阳极电流小于维持电流I以下并经过一段 4
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 4 第一章 功率半导体器件 ⚫ 二、 ⚫ 正向阻断，反向阻断。 ⚫ 1、 导通条件：1.晶闸管的阳极—阴极之间加正向电压；2. 门极加正向电压，使足够的门极电流Ig流入。 ⚫ 关断条件：阳极电流小于维持电流IH以下并经过一段 时间
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 2、内部物理过程: 晶体管的集电极电流为另一名晶体管的基极电流 形成正反馈。 A P A N1 T P N2 VT2 K K TK 5
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 5 第一章 功率半导体器件 ⚫ 2、 内部物理过程： ⚫ 晶体管的集电极电流为另一名晶体管的基极电流 ⚫ 形成正反馈
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 晶闸管的阳极电流应为: a,la+alk+I Ⅰ+I 1+a2I (a1+a2) 6
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 6 第一章 功率半导体器件 ⚫ 晶闸管的阳极电流应为: a c c c a k co I = I + I + I = I + I + I 1 2 0 1 2 k g a I = I + I 1 ( ) 1 2 2 − + + = co g a I I I
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 (1)l=0→12=0→12→a2→la2(l1)→l1→a1↓ (2)↑→121→a2↑→12个→个→a个→1a个→12个 当a1+a2=1时,lg=0 1-(a1+c2 导通后,I无影响 (3)关断 a2均下降 1-(a1+a2)=1 元件关断 7
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 7 第一章 功率半导体器件 (1) I g = 0 I b2 = 0 I e2 2 I c2 (I b11) I e1 1 a c0 I = I (2) I g I e2 2 I c2 I e1 1 I c1 I b2 1 ( ) − 1 + 2 = ce a I 当α1+α2=1时，Ig=0 I 导通后，I g无影响 (3)关断 I a < IH , α1、α2均下降， 1− (1 +2 ) =1 a c0 I = I 元件关断
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 §1-2晶闸管的特性 晶闸管的阳极伏安特性 理想特性 实际特性 ha>ln②l ①正向阻断高阻区 ① ②负阻区 ③正向导通低阻区 rU↓_ 8 ④反向阻断高阻区
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 8 第一章 功率半导体器件 ⚫ §１-２晶闸管的特性 一. 理想特性 实际特性 ① 正向阻断高阻区; ② 负阻区; ③ 正向导通低阻区; ④ 反向阻断高阻区
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 二.晶闸管门极伏安特性 低阻 GFM :门极正向峰电流 Uc:门极正向峰电压 PGM IGFM PoM:门极峰值功率 PG:门极平均功率 确保触发:I2>lapU>Ur UG1 UGFM 加反压<10V,防止误触发 分散性采用区域表示法 9
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 9 第一章 功率半导体器件 ⚫ 二. 晶闸管门极伏安特性 IGFM ：门极正向峰电流 UGFM：门极正向峰电压 PGM ：门极峰值功率 PG：门极平均功率 确保触发：Ig > IGT, Ug > UGT 加反压< 10Ｖ，防止误触发 分散性 采用区域表示法
浙大学电气程学院 电力电子技术基础 第一章功率半导体器件 §1-3晶闸管的主要参数 参照国家标准GB29003292国电公司术语和GB4940-85普通晶闸管对主要 参数做一介绍 额定电压UR 正反向重复峰值电压 DRM0.8UDSM RRM 0.8U RSM 取U DRM 和U RRM 中较小值,取整 1000V以下(100V一个等级),1000-3000V(200V一个等级) 10
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 10 第一章 功率半导体器件 ⚫ §１-３晶闸管的主要参数 参照国家标准GB290032-92国电公司术语和GB4940-85普通晶闸管对主要 参数做一介绍 一、额定电压UR 正反向重复峰值电压 UDRM = 0.8UDSM，URRM = 0.8 URSM 取UDRM和URRM中较小值，取整 1000V以下（100V一个等级），1000-3000V（200V一个等级）