典型全控型电力电子器件 PPT
合集下载
全控型电力电子器件
GTO的关断机理： 在双晶体管等效模型中，利用门 极负电流分流IC1，并快速抽取 V2管发射结侧载流子，以实现快 速关断 GTO优点：电压、电流容量大，适用于大 功率场合，具有电导调制效应，其通流能 力很强；缺点：电流关断增益很小，关断 时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动 功率大，驱动电路复杂，开关频率低
2.电力晶体管（Giant Transistor—GTR）
GTR是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管，电流驱动型全控器件。
GTR关断原理： 开通时，Uce正偏，提供基极电流； 关断时，I b小于等于零。 开通和关断可由基极电流来控制，故称为全控型器件和电流型驱动器件。
GTR优点：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低 缺点：开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率电路复杂，存在二次击穿问题
4.绝缘栅极晶体管（IGBT）
复合型器件，将GTR双极型电流驱动器件和电力MOSFET 单极型电压驱动器件结合。综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
关断原理：IGBT是一种压控器件。其C-E间主电流的通断是由栅极和射极间的电压 uGE的高低决定的。 E极为公共端。 IGBT优点：开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低， 输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小；缺点：开关速度低于电力MOSFET,电压， 电流容量不及GTO
3.电力场效应管绝缘栅型中的MOS型 （Metal Oxide Semiconductor FET）
关断原理：以G-S间施加电压的高低来控制D-S间主电流的通断。源极S为公共端。 门极几乎不取用电流，属压控器件。uGS正电压超过开启电压时导通，负电压作 用可使其快速关断。 优点：开关频率最高；驱动电流小，易驱动；通态电阻具有正温度系数（有利于器件 并联均流）；缺点：电压电流容量较小；通态压降较大，ID大则压降随之增大。
第四章 全控型电力电子器件
图4-4 较为理想的门极电压和电流波形
《电力电子技术》
2．GTO的驱动电路
a) b) 图4-5 GTO门极驱动电路 a)小容量GTO门极驱动电路 b)较大容量GTO桥式门极驱动电路
《电力电子技术》
3．GTO的保护电路
b) c) d) 图4-6 GTO的阻容缓冲电路 图4-6为GTO的阻容缓冲电路。图4-6a只能用于小电流；图4-6b加 在GTO上的初始电压上升率大，因而在GTO电路中不推荐；图4-6c与图 4-6d是较大容量GTO电路中常见的缓冲器，其二极管尽量使用速度快 的，并使接线短，从而使缓冲器电容效果更显著。
《电力电子技术》
a)
第三节 电力场效应晶体管(Power MOSFET)
一、电力MOSFET的结构 电力MOSFET采取两次扩散工艺，并将漏极D移到芯片的另一侧表面上， 使从漏极到源极的电流垂直于芯片表面流过，这样有利于减小芯片面积和 提高电流密度。
a)
b) 图4-14 电力MOSFET的结构和符号 a) MOSFET元组成剖面图 b) 图形符号
《电力电子技术》
二、工作原理
IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，它是一种 压控型器件。其开通和关断是由栅极和发射极间的电 压 uGE 决 定 的 ， 当 uGE 为正且 大 于开启电 压 uGE(th) 时， MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流使其导 通。当栅极与发射极之间加反向电压或不加电压时， MOSFET内的沟道消失，晶体管无基极电流，IGBT关断。 PNP晶体管与N沟道MOSFET组合而成的IGBT称为N沟 道IGBT，记为N-IGBT，其电气图形符号如图4-19c所示。 对应的还有P沟道IGBT，记为P-IGBT。N-IGBT和P-IGBT 统称为IGBT。由于实际应用中以N沟道IGBT为多。
全控型电力电子器件
Power MOSFET的关断过程：当 信号电压下降到零时，栅极输入电容上 储存的电荷通过电阻放电，使栅极电压按指数曲线下降，当信号电压下降到 漏源电流开始减小，这段时间称为关断延迟时间 。此后，输入电容继续放 电，直到导电沟道消失， 这段时间称为下降时间 。这样Power MOSFET的 关断时间为：toff td (off ) t f
⑤ BUCEX 为基极----发射极施加反偏压时，集电极----发射极的击穿电压。 各种不同接法时的击穿电压的关系是： BUCBO BUCEX BUCES BUCER BUCEO
为了保证器件工作安全，GTR的最高工作电压 UCEM 应比 BUCEO 低。 （2）饱和压降 U CES 处于深饱和区的集电极电压称为饱和压降，在大功率应用中它关系到器 件导通的功率损耗。单个GTR的饱和压降一般不超过 1 ~ 1.5 V，它随着集电 极电流 ICM 的增加而增大。
全控型电力电子器件
6.1 电力双极型晶体管 6.2 电力场效应晶体管 6.3 绝缘栅双极型晶体管 6.4 其它新型电力电子器件
6.1.1 电力双极型晶体管的结构及工作原理
➢ 电力双极型晶体管（GTR）是一种耐高压、能承受大电流的双极性 晶体管，也称为BJT，简称为电力晶体管。 ➢ 电力晶体管有与一般双极型晶体管相似的结构、工作原理和特性。 它们都是3层半导体，2个PN结的三端器件，有PNP和NPN这2种类型， 但GTR多采用NPN型。 在应用中，GTR一般 采用共发射极接法。集电 极电流 与基极电流 的比
6.3.1 IGBT的结构及工作原理
IGBT也是一种三端器件，它们分别是栅极G、集电极C和发射极E。 由IGBT的结构图可知，它相当于用一个MOSFET驱动的厚基区PNP 晶体管。从简化等效电路可以看出，IGBT等效于一个N沟道的MOSFET 和一个PNP型晶体三极管构成的复合管，导电以GTR为主。图中的 是 GTR厚基区内的调制电阻。 IGBT的开通和关断均由栅极电压控制。当栅极加正电压时，N沟道 场效应管导通，并为晶体三极管提供基极电流，使得IGBT开通。当栅 极加反向电压时，场效应管导电沟道消失，PNP型晶体管基极电流被切 断，IGBT关断。
⑤ BUCEX 为基极----发射极施加反偏压时，集电极----发射极的击穿电压。 各种不同接法时的击穿电压的关系是： BUCBO BUCEX BUCES BUCER BUCEO
为了保证器件工作安全，GTR的最高工作电压 UCEM 应比 BUCEO 低。 （2）饱和压降 U CES 处于深饱和区的集电极电压称为饱和压降，在大功率应用中它关系到器 件导通的功率损耗。单个GTR的饱和压降一般不超过 1 ~ 1.5 V，它随着集电 极电流 ICM 的增加而增大。
全控型电力电子器件
6.1 电力双极型晶体管 6.2 电力场效应晶体管 6.3 绝缘栅双极型晶体管 6.4 其它新型电力电子器件
6.1.1 电力双极型晶体管的结构及工作原理
➢ 电力双极型晶体管（GTR）是一种耐高压、能承受大电流的双极性 晶体管，也称为BJT，简称为电力晶体管。 ➢ 电力晶体管有与一般双极型晶体管相似的结构、工作原理和特性。 它们都是3层半导体，2个PN结的三端器件，有PNP和NPN这2种类型， 但GTR多采用NPN型。 在应用中，GTR一般 采用共发射极接法。集电 极电流 与基极电流 的比
6.3.1 IGBT的结构及工作原理
IGBT也是一种三端器件，它们分别是栅极G、集电极C和发射极E。 由IGBT的结构图可知，它相当于用一个MOSFET驱动的厚基区PNP 晶体管。从简化等效电路可以看出，IGBT等效于一个N沟道的MOSFET 和一个PNP型晶体三极管构成的复合管，导电以GTR为主。图中的 是 GTR厚基区内的调制电阻。 IGBT的开通和关断均由栅极电压控制。当栅极加正电压时，N沟道 场效应管导通，并为晶体三极管提供基极电流，使得IGBT开通。当栅 极加反向电压时，场效应管导电沟道消失，PNP型晶体管基极电流被切 断，IGBT关断。
电力电子器件概述PPT
2.3 半控型器件—晶闸管·引言
晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整 流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）
1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 。 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代。 能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量 的场合具有重要地位。
增大以致1+2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋
近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。
2.3.1 晶闸管的结构与工作原理
其他几种可能导通的情况：
阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光触发
光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电 力设备中，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT）。
结温是指管芯PN结的平均温度，用TJ表示。 TJM是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高 平均温度。 TJM通常在125~175C续一个或几个工频 周期的过电流。
2.2.4 电力二极管的主要类型
按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能， 特别是反向恢复特性的不同介绍。
2 I G I CBO1 I CBO2
IA
1 ( 1 2 )
（2-10）
在低发射极电流下 是很小的，而当发射极电流建立起来
之后， 迅速增大。(形成强烈正反馈，维持器件自锁导通
，不再需要触发电流)
阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于
两个晶体管漏电流之和。
典型全控型器件ppt
通常规定为hFE 下降到规定值的1/2~1/3时所对应 的Ic
实际使用时要留有裕量，只能用到IcM 的一半或 稍多一点。 3) 集电极最大耗散功率PcM 最高工作温度下允许的耗散功率 产品说明书中给PcM 时同时给出壳温TC ，间接表 示了最高工作温度 。
19
1.4.2
电力晶体管
4. GTR的二次击穿现象与安全工作区
• 按导电沟道可分为P沟道和N沟道
• 耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就 存在导电沟道 • 增强型——对于N（P）沟道器件，栅极电压 大于（小于）零时才存在导电沟道
13
1.4.2
电力晶体管
在应用中，GTR一般采用共发射极接法。 集电极电流ic与基极电流ib之比为
（1-9）
——GTR的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流
的控制能力
当考虑到集电极和发射极间的漏电流Iceo 时，ic 和ib 的
关系为
ic= ib +Iceo
（1-10）
产品说明书中通常给直流电流增益hFE——在直流工
1.4.2
电力晶体管
安全工作区（Safe Operating Area——SOA）
• 最高电压UceM 、集电极最大电流IcM 、最大耗散功率
PcM、二次击穿临界线限定。
Ic IcM PSB
SOA
PcM
O
UceM
Uce
图1-18 GTR的安全工作区
21
1.4.3
电力场效应晶体管
也分为结型和绝缘栅型（类似小功率Field Effect
• GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱 和程度较浅。 • GTO关断过程：强烈正反馈——门极加负脉冲即 从门极抽出电流，则Ib2减小，使IK和Ic2减小，Ic2的 减小又使 IA和Ic1减小，又进一步减小V2的基极电 流。当 IA 和 IK 的减小使 1+2<1时，器件退出饱和 而关断。 • 多元集成结构还使GTO比普通晶闸管开通来自程快， 承受di/dt能力强 。
电力电子技术-2.3_GTO与GTR
b b
ic=bib
电 子 流 ie=(1+b )ib c)
Ec
1-21
电力晶体管
1）GTR的结构和工作原理
空穴流 ic=bib
在应用中，GTR一般采用共发射极接法。 集电极电流ic与基极电流ib之比为
ib 电 子 流 ie=(1+b )ib Ec
Eb
b
控制能力 。
b ——GTR的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的
1-2
2.4.1 门极可关断晶闸管
门 极 可 关 断 晶 闸 管 （ Gate-Turn-Off
Thyristor —GTO）
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而 在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用 (6KV,6KA,10MVA的系统)。
1-9
门极可关断晶闸管
结论：
GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时
饱和程度较浅。 GTO关断过程中有强烈正反馈使器件退出饱和 而关断。 多元集成结构还使GTO比普通晶闸管开通过程
快，承受di/dt能力强 。
1-10
门极可关断晶闸管
2) GTO的动态特性
开 通 过 程： 与普 通晶 闸管基本相同。开通 初期应能提供足够的 门极脉冲电流，宽度 持续使阳极电流达到 挚住值。与晶闸管不 同的是开通后门极应 保持正偏，继续提供 约 10 ％ 的 门 极 电 流 保 证GTO可靠导通。
Ic
放大区
ib3 ib2 ib1 ib1<ib2<ib3 Uce
和饱和区。
在电力电子电路中GTR工 作在开关状态。
在开关过程中，即在截止
ic=bib
电 子 流 ie=(1+b )ib c)
Ec
1-21
电力晶体管
1）GTR的结构和工作原理
空穴流 ic=bib
在应用中，GTR一般采用共发射极接法。 集电极电流ic与基极电流ib之比为
ib 电 子 流 ie=(1+b )ib Ec
Eb
b
控制能力 。
b ——GTR的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的
1-2
2.4.1 门极可关断晶闸管
门 极 可 关 断 晶 闸 管 （ Gate-Turn-Off
Thyristor —GTO）
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而 在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用 (6KV,6KA,10MVA的系统)。
1-9
门极可关断晶闸管
结论：
GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时
饱和程度较浅。 GTO关断过程中有强烈正反馈使器件退出饱和 而关断。 多元集成结构还使GTO比普通晶闸管开通过程
快，承受di/dt能力强 。
1-10
门极可关断晶闸管
2) GTO的动态特性
开 通 过 程： 与普 通晶 闸管基本相同。开通 初期应能提供足够的 门极脉冲电流，宽度 持续使阳极电流达到 挚住值。与晶闸管不 同的是开通后门极应 保持正偏，继续提供 约 10 ％ 的 门 极 电 流 保 证GTO可靠导通。
Ic
放大区
ib3 ib2 ib1 ib1<ib2<ib3 Uce
和饱和区。
在电力电子电路中GTR工 作在开关状态。
在开关过程中，即在截止
电力电子技术(6).ppt
1. 概念
➢ 电力电子器件（Power Electronic Device） — 可直接用于主电路中，实现电能的变 换或控制的电子器件。
➢ 主电路（Main Power Circuit） — 电气设备或电力系统中，直接承担电 能的变换或控制任务的电路。
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
三相交流电源
接近于零,而电流由外电路决定 ；阻断时（断态） 阻抗很大，接近于断路，电流接近于零,管子两端 电压由外电路决定 。
➢ 电力电子器件一般需要由电子电路来控制和驱动。 ➢ 电力电子器件自身的功率损耗远大于电子器件，
一般都要安装散热器。
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
3.电力电子器件的损耗
3）保护电路
保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行
4）检测电路
由信息电路组成，检测主电路或应用现场信号
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
1.1.3 电力电子器件的分类
➢ 按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：
1. 半控型器件
— 通过控制信号可以控制其导通来自不能控制其关断。 -- SCR及派生器件
3. PN结加反向电压( 反向偏置)
外电场
1) PN结反向偏置时, PN 结仅流过很小 的反向饱和电流， PN 结反向截止。 PN 结表现为高阻 态.
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
2) 反向恢复过程
漂移运动达动态平
－ － －－ －－ ++ ++ ++ ++
衡, 在P区和N区的
－ － －－ －－ ++ ++ ++ ++少子飘移交界面处构成空间
➢ 电力电子器件（Power Electronic Device） — 可直接用于主电路中，实现电能的变 换或控制的电子器件。
➢ 主电路（Main Power Circuit） — 电气设备或电力系统中，直接承担电 能的变换或控制任务的电路。
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
三相交流电源
接近于零,而电流由外电路决定 ；阻断时（断态） 阻抗很大，接近于断路，电流接近于零,管子两端 电压由外电路决定 。
➢ 电力电子器件一般需要由电子电路来控制和驱动。 ➢ 电力电子器件自身的功率损耗远大于电子器件，
一般都要安装散热器。
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
3.电力电子器件的损耗
3）保护电路
保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行
4）检测电路
由信息电路组成，检测主电路或应用现场信号
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
1.1.3 电力电子器件的分类
➢ 按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：
1. 半控型器件
— 通过控制信号可以控制其导通来自不能控制其关断。 -- SCR及派生器件
3. PN结加反向电压( 反向偏置)
外电场
1) PN结反向偏置时, PN 结仅流过很小 的反向饱和电流， PN 结反向截止。 PN 结表现为高阻 态.
2020年9月26日星期六
第一章 电力电子器件
2) 反向恢复过程
漂移运动达动态平
－ － －－ －－ ++ ++ ++ ++
衡, 在P区和N区的
－ － －－ －－ ++ ++ ++ ++少子飘移交界面处构成空间
电力电子第2章 全控型电力电子器件b z
24/89
GTR、GTO、电力 MOSFET 和 IGBT 的特点比较表 器件 简称 GTR 名称 电力晶 体管 电气 符号 端子名 称 基极 优 点 缺 点
GTO
门极可 关断晶 闸管
1 3 2
电力场 P-MO 效应晶 SFET 体管 绝缘栅 IGBT 双极晶 体管
1 3 2
1
3
2
耐压高，电流大，开关特性 开关速度低，为电流驱动， 集电极 好，通流能力强，饱和压降 所需驱动功率大，驱动电路 低 复杂，存在二次击穿问题 发射极 阳极 电流关断增益很小，关断时 电压、电流容量大，适用于 门极负脉冲电流大，开关速 阴极 大功率场合，具有电导调制 度低，驱动功率大，驱动电 效应，其通流能力很强 路复杂，开关频率低 门极 漏极 开关速度快，输入阻抗高， 电流容量小，耐压低，一般 热稳定性好，所需驱动功率 只适用于功率不超过 10kW 源极 小且驱动电路简单，工作频 的电力电子装置 栅极 率高，不存在二次击穿问题 开关速度高，开关损耗小， 集电极 具有耐脉冲 电流冲 击的能 开 关 速 度 低 于 电 力 发射极 力，通态压降较低，输入阻 MOSFET,电压， 电流容量不 栅极 抗高，为电压驱动，驱动功 及 GTO，存在擎住效应 率小
漏源电压增加时， 漏极电流相应增加； 作为开关器件应用时， 应工作在该区域
截止区
UDS /V
UGS＜UGS(th)
雪崩区
无反向阻断能力
图2-21 电力MOSFET输出特性
UDS 过高
2)电力MOSFET的基本特征
2.转移特征
ID /A
D +
50 40 30 20 10 0 2
Tc=25o
Tc=125o
消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 电力晶体管(GTR)
一、电力晶体管的结构与工作原理 1．电力晶体管的结构
a)
b)
图4-7 NPN型电力晶体管的内部结构及电气图形符号
a) 内部结构 b) 电气图形符号
电力晶体管的外形图
2．工作原理
在电力电子技术中，GTR主要工作在开关状态。晶体
管通常连接成共发射极电路，GTR通常工作在正偏(Ib＞0) 时大电流导通；反偏(Ib＜0)时处于截止状态。因此，给
(2)安全工作区 以直流极限参数ICM、PCM、UCEM构成的工作区为 一次击穿工作区，如图4-10所示。
图4-10 GTR安全工作区
三、电力晶体管的驱动与保护
1．GTR基极驱动电路 (1)对基极驱动电路的要求 ①由于GTR主电路电压较高，控制电路电压较低，所以应实现主电路与 控制电路间的电隔离。 ②在使GTR导通时，基极正向驱动电流应有足够陡的前沿，并有一定幅 度的强制电流，以加速开通过程，减小开通损耗，如图4-11所示。 ③GTR导通期间，在任何负载下，基极电流都应使GTR处在临界饱和状态， 这样既可降低导通饱和压降，又可缩短关断时间。 ④在使GTR关断时，应向基极提供足够大的 反向基极电流(如图4-11波形所示)，以加快关 断速度，减小关断损耗。 ⑤应有较强的抗干扰能力，并有一定的保 护功能。
图4-4 较为理想的门极电压和电流波形
2．GTO的驱动电路
a)
b)
图4-5 GTO门极驱动电路
a)小容量GTO门极驱动电路 b)较大容量GTO桥式门极驱动电路
3．GTO的保护电路
a)
b)
c)
d)
图4-6 GTO的阻容缓冲电路
图4-6为GTO的阻容缓冲电路。图4-6a只能用于小电流；图4-6b加 在GTO上的初始电压上升率大，因而在GTO电路中不推荐；图4-6c与图 4-6d是较大容量GTO电路中常见的缓冲器，其二极管尽量使用速度快 的，并使接线短，从而使缓冲器电容效果更显著。
典型全控型电力 电子器件
全控型电力电子器件
学习目标
1. 掌握GT0、GTR、功率MOSFET、IGBT四种 常见全控型电力电子器件的工作原理、特性、 主要参数、驱动电路及使用中应注意的问题。
2. 熟悉常见全控型电力电子器件各自特点以及 适用场合。
3. 了解新型电力电子器件的概况。
第一节 门极可关断晶闸管(GTO)
图4-11 GTR基极驱动电流波形
(2)基极驱动电路
图4-12 实用的GTR驱动电路
3．GTR的保护电路
a)
b)
c)
图4-13 GTR的缓冲电路
图4-13a所示RC缓冲电路简单，对关断时集电极—发射极间电压上升
有抑制作用。这种电路只适用于小容量的GTR(电流10 A以下)。
图4-13b所示充放电型R、C、VD缓冲电路增加了缓冲二极管VD2，可以
一、GTO的结构与工作原理 1．基本结构
a)芯片的实际图形
b) GTO结构的纵断面
c) GTO结构的纵断面 d)图形符号
图4-1 GTO的内部结构和电气图形符号
GTO的外形图
2．工作原理
图4-2 GTO的工作原理电路
当图中开关S置于“1”时，IG是正向触发电流，控制GTO导
通；S置于“2”时，则门极加反向电流，控制GTO关断。offI ATO 源自 GM三、GTO的驱动与保护
1．GTO门极驱动电路 对门极驱动电路的要求： 1）正向触发电流iG。由于GTO是多元集成结构，
为了使内部并联的GTO元开通一致性好，故要求GTO 门极正向驱动电流的前沿必须有足够的幅度和陡度， 正脉冲的后沿陡度应平缓。
2）反向关断电流﹣iG。为了缩短关断时间与减 少关断损耗，要求关断门极电流前沿尽可能陡，而 且持续时间要超过GTO的尾部时间。还要求关断门极 电流脉冲的后沿陡度应尽量小。
(4)最高工作结温TJM
3．二次击穿和安全工作区
(1)二次击穿 二次击穿是由于集电极电压升高到一定值(未
达到极限值)时，发生雪崩效应造成的。一般情况下， 只要功耗不超过极限，GTR是可以承受的，但是在实 际使用中，会出现负阻效应，使iE进一步剧增。由 于GTR结面的缺陷、结构参数的不均匀，使局部电流 密度剧增，形成恶性循环，使GTR损坏。
③
饱和区。iB
I CS
，uBE＞0，uBC＞0，iCS是集电极
饱和电流，其值由外电路决定。
(2)动态特性
图4-8 GTR共发射极接法的输出特性
图4-9 GTR开关特性
2．GTR的参数
(1)最高工作电压
①BUCBO：射极开路时，集-基极间的反向击穿电压。 ②BUCEO：基极开路时，集-射极之间的击穿电压。 ③BUCER：GTR的射极和基极之间接有电阻R。 ④BUCES：发射极和基极短路，集-射极之间的击穿电压。 ⑤BUCEX：发射结反向偏置时，集-射极之间的击穿电压。 其中BUCBO > BUCES > BUCES> BUCER> BUCEO，实际使用时， 为确保安全，最高工作电压要比BUCEO低得多。 (2)集电极最大允许电流ICM (3)集电极最大允许耗散功率PCM
2）最大可关断阳极电流IATO：GTO的最大阳极电流受发热和饱和深度两个
因素限制。阳极电流过大，内部晶体管饱和深度加深，使门极关断失效。
所以GTO必须规定一个最大可关断阳极电流，也就是GTO的铭牌电流。
3）关断增益βoff 最大可关断阳极电流IATO与门极负脉冲电流最大值 IGM之比称为电流关断增益βoff。即
二、GTO的特性与主要参数
1．GTO的开关特性
图4-3 GTO在开通和关断过程中电流的波形
2．GTO的主要参数
GTO的基本参数与普通晶闸管大多相同。
1) 反向重复峰值电压URRM：
① 不规定URRM值。
② URRM值很低。
③ URRM略低于UDRM。
④ URRM = UDRM。
⑤ URRM略大于UDRM。
GTR的基吸施加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于 导通和截止的开关状态。
二、电力晶体管的特性与主要参数
1. GTR的基本特性
(1)静态特性
共发射极接法时，GTR的典型输出特性如图4-8所示， 可分为三个工作区：
① 截止区。在截止区内，iB≤0，uBE≤0，uBC＜0，
集电极只有漏电流流过。
② 放大区。iB ＞0，uBE＞0，uBC＜0，iC =βiB。