第一章電力電子器件

1、第第1章章 電力電子器件電力電子器件 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 電力二極管又稱為半導(dǎo)體整流管（SR）或電力整流管 （PR）。電力二極管實(shí)際上是由PN結(jié)加上電極和引線和 管殼封裝而成。 1.2.1PN結(jié)的工作原理 1.半導(dǎo)體的特性 （1）導(dǎo)體：電阻率 （3）半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間 半導(dǎo)體的主要材料是硅（Si）和鍺（Ge），都是四價(jià)元素 用 表示。 cm 4 10 cm 9 10 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 1）單晶硅的結(jié)構(gòu)：硅原子在空間排列成規(guī)則的晶格。 兩個(gè)原子共有一對電子 即構(gòu)成共價(jià)鍵。其結(jié)合 能力很強(qiáng)。 在一定的溫度下，由

2、于熱 力學(xué)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為電子的動 能其中少數(shù)電子就可能掙 脫共價(jià)鍵的束縛而成為自 由電子，在原來共價(jià)鍵的 位置處留下空穴。由于空 穴帶正電，它將吸引相鄰 原子的價(jià)電子，使它掙脫 原來共價(jià)鍵的束縛去填補(bǔ) 前者的空穴，從而在自己的位置上形成新的空穴。 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 把空穴看成是帶正電的載流子，自由電子看成是帶負(fù)電 的載流子，因此半導(dǎo)體中存在兩種載流子。 2）半導(dǎo)體的基本類型 （1）本征半導(dǎo)體 （2）雜質(zhì)半導(dǎo)體 oP型半導(dǎo)體 oN型半導(dǎo)體 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 2.PN結(jié)的形成 將一塊單晶硅的一側(cè)摻入雜質(zhì)制作成P型半導(dǎo)體，另 一側(cè)摻

3、入雜質(zhì)制作成N型半導(dǎo)體，在二者的交界處就形成 一個(gè)PN結(jié)。 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 3.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?（1）加正向電壓時(shí)為低阻態(tài)，PN結(jié)導(dǎo)通 （2）加反向電壓時(shí)為高阻態(tài)，PN結(jié)截止 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 以上分析表明：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴＝Y(jié)具有單向?qū)щ娦浴?問題：問題：為什么PN結(jié)正向?qū)〞r(shí)電流很大，壓降卻很低呢？ 基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)：基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)：通過正向大電流時(shí)注入基區(qū)的空穴 濃度大幅度的增加，這些載流子來不及與電子中和就到達(dá) 了二極管的負(fù)極。為了維持半導(dǎo)體電中性的條件，多子的 濃度也要大幅度的增加，這就意味著在大

4、注入的條件下原 始基片的電阻率下降，即電導(dǎo)率增加。 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） 4.PN結(jié)的電容效應(yīng) PN結(jié)中的電荷歲外加電壓而變化，呈現(xiàn)電容效應(yīng)，稱 為結(jié)電容，在高頻工作時(shí)需要考慮結(jié)電容的影響。 （1）勢壘電容 ，非線性電容 描述PN結(jié)勢壘區(qū)空間電荷 隨電壓變化而產(chǎn)生的電容效應(yīng)。 （2）擴(kuò)散電容 描述積累在P區(qū)的電子或N區(qū) 的空穴隨電壓變化的電容效應(yīng)。 1.2電力二極管（電力二極管（Power Diod） B C D C 1.電力二極管的結(jié)構(gòu)和電氣符號 1.2.2電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性 2.電力二極管的工作特性 （1）靜態(tài)特性 1.2.

5、2電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性 TO U （2）動態(tài)特性：二極管在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)裝換過程中 的特性。 o正向恢復(fù)過程正向恢復(fù)過程 開通過程 二極管從高阻的反向阻斷轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥璧恼驅(qū)ㄟ^程。 o反向恢復(fù)過程反向恢復(fù)過程 關(guān)斷過程 二極管從正向?qū)ㄞD(zhuǎn)變?yōu)榉聪蜃钄嗟倪^程。這兩種恢 復(fù)過程限制了二極管的工作頻率。 1.2.2電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性 反向恢復(fù)過程反向恢復(fù)過程 barr ttt 正向恢復(fù)過程正向恢復(fù)過程 當(dāng)突然加入正向電壓后，二極管先將充入勢壘電容中的 電荷放掉，并且當(dāng)二極管正向電壓上升到閾值電壓 之后 才會有正向電流通過，這一過程

6、所需時(shí)間為正向恢復(fù)時(shí)間。 相對反向恢復(fù)時(shí)間而言，二極管的開通時(shí)間很短，對開 關(guān)速度影響很小，而影響二極管開關(guān)速度的主要因素是反 向恢復(fù)時(shí)間。 TO U 1.2.3電力二極管的主要參數(shù)電力二極管的主要參數(shù) o 功能參數(shù)（選管時(shí)首先要考慮的參數(shù)） 正向平均電流、反向重復(fù)峰值電壓、最高允許結(jié)溫。 o動態(tài)參數(shù) 反向恢復(fù)時(shí)間 o性能優(yōu)劣參數(shù) 正向通態(tài)管壓降、反向漏電流。 1.正向平均電流 : 在規(guī)定的管殼溫度和散熱條件下，管子長期運(yùn)行允許通 過的最大工頻正弦半波電流的平均值。 F I 1.2.3電力二極管的主要參數(shù)電力二極管的主要參數(shù) 2.反向重復(fù)峰值電壓URRM 取反向不重復(fù)峰值電壓URSM的80稱為

7、反向重復(fù)峰值 電壓URRM，也被定義為二極管的額定電壓URR。顯然， URRM小于二極管的反向擊穿電壓URO。 1.2.4電力二極管的主要類型電力二極管的主要類型 1.普通二極管 漏電流小、通態(tài)壓降高、反向恢復(fù)時(shí)間長、正向電流和 反向電壓高，多用于對開關(guān)頻率要求不高的整流電路中。 2.快恢復(fù)二極管 反向恢復(fù)時(shí)間短、通態(tài)壓降高，主要用于斬波、逆變等 電路中充當(dāng)旁路二極管和阻塞二極管。 3.肖特基二極管 是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管。反 向恢復(fù)時(shí)間短、通態(tài)壓降低，漏電流大、耐壓能力低，用 于高頻低壓儀表和開關(guān)電源。 1.31.3晶閘管及其派生器件晶閘管及其派生器件 晶閘管(Thyr

8、istor)就是硅晶體閘流管，普通晶閘管也 稱為可控硅SCR,普通晶閘管是一種具有開關(guān)作用的大功率 半導(dǎo)體器件。目前，晶閘管的容量水平已達(dá)8kV6kA。 1.3.11.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理 1.結(jié)構(gòu) 四層半導(dǎo)體材料P1N1P2N2構(gòu)成、共 形成三個(gè)PN結(jié)，三端引出線(A、K、G) 的器件。常見晶閘管的外形有兩種： 螺栓型和平板型。 G 1.31.3晶閘管及其派生器件晶閘管及其派生器件 陽極為螺栓，使用時(shí)把 它擰緊在散熱器上，較 粗的絞線是陰極，較細(xì) 的導(dǎo)線是控制極。 平板式中間金屬環(huán)是控制極上面是陰極，下面是陽極， 陰極離控制極比較近。 1.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)及工

9、作原理 2.工作原理 o反向處于阻斷狀態(tài) o正向有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)： 高阻抗的阻斷工作狀態(tài) 低阻抗的導(dǎo)通工作狀態(tài) （1）阻斷工作狀態(tài) 當(dāng)晶閘管門極不加控制信號時(shí)，晶閘管的四層結(jié)構(gòu)中 有3個(gè)PN結(jié)，晶閘管無論是加正向電壓還是反向電壓，總 有PN結(jié)處于反向電壓作用下，器件中只有少數(shù)載流子漂移 作用形成狠下的漏電流流過，晶閘管呈阻斷工作狀態(tài)。 1.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理 （1）導(dǎo)通工作狀態(tài) 采用雙晶體管模型來解釋。看成 是一只PNP型和一只NPN型三極 管互聯(lián)構(gòu)成。由外電路R、EA組 成的主回路加在陽極A和陰極K之 間，門極觸發(fā)電流加在門極G和 陰極K之間。 R NPN PNP A G S

10、K EG IG EA IK Ic2 Ic1 IA V1 V2 P1 A G K N1 P2P2 N1 N2 a)b) 其工作過程如下： UGK0產(chǎn)生IGIB2 V2通產(chǎn)生IC2V1通IC1IB2IC2 IC1 出現(xiàn)強(qiáng)烈的正反饋，V1和V2很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，SCR飽和導(dǎo)通。 此時(shí)即使撤掉門極電流只要主電路保持足夠的電流，晶閘管仍維持導(dǎo)通。 1.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理 晶閘管基本工作特性歸納：晶閘管基本工作特性歸納： 承受反向電壓時(shí)(UAK 0， IGK 0才能開通)； 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用； 要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值 以下 。 從這個(gè)角度可以看

11、出，SCR是一種電流驅(qū)動、雙極型、半控型的電 力電子器件 定量描述晶閘管的工作原理 2 設(shè)V1管和V2管的共基極電流放大系數(shù)分別為 、 ，流過J2 的反向漏 電流為ICBO，晶體管飽和之前， 1 KCAC IIII 2211 ， CBOKACBOCCA IIIIIII 2121 GAK III 21 2 1 GCBO A II I 1.3.2 1.3.2 晶閘管的特性及主要參數(shù)晶閘管的特性及主要參數(shù) 1、晶閘管的陽極伏安特性晶閘管的陽極伏安特性 穩(wěn)態(tài)時(shí)晶閘管陽極與陰極間電壓UAK和陽極電 流IA之間的關(guān)系特性。 第第I象限的是正向特性象限的是正向特性 o阻斷狀態(tài) IG=0時(shí)，器件兩端施加正向電

12、 壓，只有很小的正向漏電流流過， 正向電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折 電壓UDB，則漏電流急劇增大，器 件非正常開通 o導(dǎo)通狀態(tài) 晶閘管的伏安特性 IG2IG1IG 隨著IG的增大，正向轉(zhuǎn)折電壓降 低，當(dāng)IG足夠大時(shí)，陽極和陰極之間的電阻立即變得很小，陽極電流增 加至掣住電流IL（由關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的臨界電流值）之后，晶閘 管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài) 1.晶閘管的陽極伏安特性晶閘管的陽極伏安特性 導(dǎo)通后的晶閘管特性和二極管的正向特性相仿 晶閘管本身的壓降很小，在1V左右 導(dǎo)通期間，如果門極電流為零，并且陽極電流降至接近于零 的某一數(shù)值IH以下，則晶閘管又回到正向阻斷狀態(tài)。IH稱為維 持電流。 第第III象

13、限的是反向特性象限的是反向特性 晶閘管的反向特性與一般二極管的反向特性相似。 晶閘管的門極和陰極之間是PN結(jié)J3，其伏安特性稱為門極伏安 特性。 1.晶閘管的陽極伏安特性晶閘管的陽極伏安特性 晶閘管的門極和陰極之間是PN結(jié)J3，其伏安特性稱為門極伏安 特性。 由門極正向峰值電流IFGM 允許的瞬時(shí)最大功率PGM和正 向峰值電壓UFGM劃定的區(qū)域 稱為門極伏安特性區(qū)域。PG 為門極允許的最大平均功率。 其中，0ABC0為不可靠觸發(fā) 區(qū)，ADEFGCBA為可靠觸發(fā) 區(qū)。 為保證可靠、安全的觸發(fā)，觸發(fā) 電路所提供的觸發(fā)電壓、電流和 功率應(yīng)限制在可靠觸發(fā)區(qū)。 2.晶閘管的靜態(tài)參數(shù) 1）額定電壓 UDB

14、：正向轉(zhuǎn)折電壓； URB：反向擊穿電壓 UDSM：正向斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓 UDRM：正向斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 URSM：反向不重復(fù)峰值電壓 URRM：反向重復(fù)峰值電壓 不重復(fù)峰值電壓：不造成正向轉(zhuǎn)折和反向 擊穿的最大電壓。 重復(fù)峰值電壓：晶閘管在開通和關(guān)斷過程中，能重復(fù)經(jīng)受的最大瞬時(shí)電壓 取UDRM和URRM中較小者為晶閘管的額定電壓。 通常選用晶閘管時(shí)，電壓選擇應(yīng)取(23)倍的安全裕量。 2.晶閘管的靜態(tài)參數(shù) 2）正向通態(tài)電壓（該參數(shù)直接反映了器件的通態(tài)損耗特性） 晶閘管通過額定值電流時(shí)的陽極與陰極間的電壓降，也稱管壓降。 3）額定電流（通態(tài)平均電流）IT 晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀

15、態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額 定結(jié)溫時(shí)所允許連續(xù)流過的單相工頻正弦半波電流的最大平均值。 o使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取晶閘 管額定電流。 o實(shí)際使用時(shí)應(yīng)留1.52倍的裕量。 2.晶閘管的靜態(tài)參數(shù) 設(shè)流過晶閘管的正弦半波電 流波形如圖所示： 設(shè)其峰值為Im，有效值為I， 則其平均值為： m 0 m T 1 )(sin 2 1 IttdI I m 0 2 m 2 1 )()sin( 2 1 ItdtII 57. 1 T f I I K波形系數(shù)為： 其有效值為： 2.晶閘管的靜態(tài)參數(shù) 4)4)維持電流維持電流IH 晶閘管處于通態(tài)時(shí)，使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小陽極電流，當(dāng) 陽極

16、電流低于維持電流后，認(rèn)為晶閘管進(jìn)入阻斷狀態(tài)。 一般為幾十到幾百毫安，與結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，則IH越小 5)5)擎住電流擎住電流IL 晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除門極觸發(fā)信號后，仍能維持導(dǎo)通所 需的最小電流 對同一晶閘管來說，通常IL約為IH的24倍 3.晶閘管的動態(tài)特性及其參數(shù) 動態(tài)特性：動態(tài)特性：晶閘管處在阻斷狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)變換過程中的特性。 開通特性：描述晶閘管在正向偏置并受到理想電流觸發(fā)時(shí)的導(dǎo)通情況。 關(guān)斷特性：描述已導(dǎo)通的晶閘管在施加反向電壓時(shí)的關(guān)斷情況。 3.晶閘管的動態(tài)特性及其參數(shù) 1）開通過程 延遲時(shí)間td：門極電流階躍時(shí)刻開始，到陽極電流上升到穩(wěn)態(tài)值的 10%的時(shí)間 上升時(shí)間t

17、r：陽極電流從10%上升到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時(shí)間 開通時(shí)間ton：以上兩者之和， ton=td+tr 普通晶閘管延遲時(shí)間為0.51.5s，上升時(shí)間為0.53s 2）關(guān)斷過程 反向阻斷恢復(fù)時(shí)間trr：正向電流降為零到反向恢復(fù)電流衰減至近于零 的時(shí)間 門極恢復(fù)時(shí)間tgr：晶閘管要恢復(fù)其對正向電壓的阻斷能力需要的時(shí)間 關(guān)斷時(shí)間toff： toff=trr+ tgr 3.晶閘管的動態(tài)特性及其參數(shù) 3）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt 指在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從 斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。其值過大會導(dǎo)致晶 閘管誤導(dǎo)通。 2）通態(tài)電流臨界上升率di/dt 指在規(guī)定條件下，晶閘管

18、能承受而無有害影響的最大 通態(tài)電流上升率。如果電流上升太快，則晶閘管剛一開通， 便會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成PN 結(jié)局部過熱而使晶閘管損壞。 例例1 1：晶閘管開通條件與關(guān)斷條件：晶閘管開通條件與關(guān)斷條件 例例2 2：晶閘管開通條件與關(guān)斷條件：晶閘管開通條件與關(guān)斷條件 例3：陰影斜線部分表示流經(jīng)晶閘管的電流波形，若其最大值均為Im，試計(jì)算各波形 下晶閘管的電流平均值Id1、Id2，電流有效值I1、I2。 m 4/ m d1 272. 0)(sin 2 1 ItdtI I md2 3 1 II m 4 2 m1 477. 0)()sin( 2 1 ItdtII I I m

19、2 3 1 解： 例4：接上題，如不考慮安全裕量，額定電流100A的晶閘管，流過上述波形時(shí)，允 許流過的電流平均值各位多少 解： 實(shí)際波形的平均值: 實(shí)際波形的有效值: 實(shí)際波形的波形系數(shù): 100A的器件對應(yīng)的有效值為157A，根據(jù)有效值相等的原則，允許的電流平均 值: m 4/ m d1 272. 0)(sin 2 1 ItdtI I md2 3 1 II m 4 2 m1 477. 0)()sin( 2 1 ItdtII I I m 2 3 1 754. 1 d1 1 1 I I K f 3 d2 2 2 I I K f A51.89 754. 1 157 AV1 IA65.90 3 1

20、57 AV2 I 晶閘管應(yīng)用要點(diǎn)：晶閘管應(yīng)用要點(diǎn)： 1、觸發(fā)導(dǎo)通條件：觸發(fā)導(dǎo)通條件： UAK0，UGK0（或IGK0） ，并有足夠的觸發(fā)功率。 一旦器件導(dǎo)通，門極電流就不再具有控制作用。因此，門極觸發(fā)電 流可用脈沖電流，無需用直流。 2、晶閘管的關(guān)斷方法：晶閘管的關(guān)斷方法： 自然關(guān)斷：在導(dǎo)通期間，如果要求器件返回到正向阻斷狀態(tài)，必 須令門極電流為零，且將陽極電流降低到一個(gè)稱為維 持電流的臨界極限值以下，并保持一段時(shí)間。 強(qiáng)迫關(guān)斷：通過加一反向電壓UAK0，并保持一段時(shí)間使其關(guān)斷。 在實(shí)際電路中是采用陽極電壓反向、減小陽極電壓、增大回路阻 抗等方式，使陽極電流小于維持電流，使晶閘管關(guān)斷。 晶閘管

21、應(yīng)用要點(diǎn)：晶閘管應(yīng)用要點(diǎn)： 3、晶閘管可靠關(guān)斷的條件：晶閘管可靠關(guān)斷的條件： 關(guān)斷時(shí)間tq：恢復(fù)晶閘管電壓阻斷能力所需的最小電路 換流反壓時(shí)間。 電路換流反壓時(shí)間t：正向電流過零點(diǎn)與重新施加正向 電壓的起點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。 可靠關(guān)斷的條件： UAK0 (或IA tq。 由于在觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)積累的非平衡載流子需要恢復(fù)時(shí)間，使其可靠 關(guān)斷，因此需要在t tq之后再施加正向電壓而不會導(dǎo)通。 1.3.3晶閘管的派生器件 1.快速晶閘管 快速晶閘管的關(guān)斷時(shí)間50s，常在較高頻率(400HZ) 的整流、逆變和變頻等電路中使用，它的基本結(jié)構(gòu)和伏安 特性與普通晶閘管相同。目前國內(nèi)已能提供最大平均電流 1200A、

22、最高斷態(tài)電壓1500 V的快速晶閘管系列，關(guān)斷 時(shí)間與電壓有關(guān)，約為25s50s 。 1.3.3晶閘管的派生器件 2.逆導(dǎo)晶閘管 將晶閘管反并聯(lián)一個(gè)二極管制作在同一管芯上的功率集成器件。 其正向可控閘流特性與逆阻 型晶閘管相同，反向則表現(xiàn) 為二極管的正向特性。 具有正向壓降小、關(guān)斷時(shí)間短、 高溫特性好、額定結(jié)溫高等優(yōu) 點(diǎn) 逆導(dǎo)晶閘管的額定電流有兩個(gè)， 一個(gè)是晶閘管電流，一個(gè)是反 并聯(lián)二極管的電流 常應(yīng)用于各類逆變器和斬波器的應(yīng)用中。 1.3.3晶閘管的派生器件 3.雙向晶閘管 可以看成一對反并聯(lián)的普通晶閘管，具有正、反兩個(gè)方向都能控制導(dǎo) 通的特性。 a)b) I O U IG=0 G T1 T

23、2 a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性 有兩個(gè)主電極T1和T2，一個(gè)門極G 正、反兩方向均可觸發(fā)導(dǎo)通，所以 雙向晶閘管在第和第III象限有對 稱的伏安特性；門極正、負(fù)脈沖電 流均可觸發(fā)導(dǎo)通 交流調(diào)壓電路、固態(tài)繼電器和交流 電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域應(yīng)用較多，通常用 在交流電路中，因此不用平均值而 用有效值來表示其額定電流值。 1.3.3晶閘管的派生器件 4.光控晶閘管 是一種利用一定波長的光照信號作為觸發(fā)信號的晶閘管 a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性 光強(qiáng)度 強(qiáng)弱 b) A G K a) O UAK IA小功率光控晶閘管只有陽極和陰極兩個(gè)端子 大功率光控晶閘管則還帶有 光纜，光纜上裝有作為觸發(fā) 光源的發(fā)

24、光二極管或半導(dǎo)體 激光器 光觸發(fā)保證了主電路與控制電路 之間的絕緣，且可避免電磁干擾 的影響，因此目前在高壓大功率 的場合，如高壓直流輸電和高壓核聚變裝置中，占據(jù)重要的地位 1.4門極可關(guān)斷晶閘管（GTO） 1.4.1GTO的結(jié)構(gòu)與工作原理 1.結(jié)構(gòu)： PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的三端器件，是一種多元的功率集成器件，內(nèi) 部包含著數(shù)百個(gè)小的GTO單元。 1.4.1GTO的結(jié)構(gòu)與工作原理 2.工作原理：1）開通過程 1 21 1 21 兩個(gè)晶體管均飽和導(dǎo) 通而使GTO導(dǎo)通 對應(yīng)的陽極電流為臨界導(dǎo)通 電流，定義為GTO的掣住電 流。只有當(dāng)陽極電流大于掣住電流后GTO才能維持大面積導(dǎo)通 GTO與晶閘管最大

25、區(qū)別就是導(dǎo)通后 數(shù)值不同。晶閘管的 常為1.15左右，而GTO的 非常接近1。因而GTO處于臨界飽 和狀態(tài)。這為門極負(fù)脈沖關(guān)斷陽極電流提供有利條件。 21 21 21 當(dāng)GTO已處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，對門極加負(fù)的 關(guān)斷脈沖，形成IG，相當(dāng)于將IC1的電流抽出， 使晶體管N1P2N2的基極電流減小，使IC2和IK隨 之減小，IC2減小又使IA和IC1減小，這是一個(gè)正反 饋過程。當(dāng)IC2和IC1的減小使1+21時(shí)，等效 晶體管N1P2N2和P1N1P2退出飽和，GTO不滿足維 持導(dǎo)通條件，陽極電流下降到零而關(guān)斷。 GTO關(guān)斷時(shí)，隨著陽極電流的下降，陽極電壓 逐步上升，因而關(guān)斷時(shí)瞬時(shí)功耗較大。 2) 關(guān)斷過程 1.4.2GTO的陽極伏安特性 1.4.3GTO的動態(tài)特性 GTO開通和關(guān)斷過程中的電流波形 rdon ttt 開通時(shí)間： 關(guān)斷時(shí)間： fsoff ttt 1.4.4GTO的主要參數(shù) 1.最大可關(guān)斷陽極電流（IATO） 由門極可關(guān)斷為決定條件的最大陽極電流。 2.電流關(guān)斷增益 被關(guān)斷的最大陽極電流與門極關(guān)斷峰值電流之比，即： 3.陽極尖峰電壓UP 在下降時(shí)間末尾出現(xiàn)的極值電壓，其值過高會導(dǎo)致GTO失效。 off GM ATO off I I 1.5電力晶體管（GTR） 術(shù)語用法：術(shù)語用法： 電力晶體