《新能源汽車電力電子技術》 課件 2-2 功率晶體管認知-課件

功率晶體管認知《新能源汽車電力電子技術》課堂導入01學習目標02知識儲備03實驗任務04課堂測評05課后作業(yè)0601課堂導入leading-inofaclassroom學習目標知識儲備實驗任務課堂測評課堂導入課后作業(yè)功率晶體管認知課堂導入功率晶體管（GiantTransistor，GTR）也叫電力晶體管，是目前各種自關斷器件中應用較為廣泛的一種。在數百千瓦以下的低壓變頻電路中，使用最多的就是GTR。02學習目標learningobjectives學習目標知識儲備技能訓練課堂測評課堂導入課后作業(yè)學習目標01熟悉功率晶體管的結構02熟悉功率晶體管的工作原理03熟悉功率晶體管的特性04能對晶功率晶體管進行測試學習目標功率晶體管認知03知識儲備accumulationofknowledge學習目標知識儲備實驗任務課堂測評課堂導入課后作業(yè)功率晶體管的結構GTR是由3層半導體（分別為引出集電極﹑基極和發(fā)射極）形成的兩個PN結（集電結和發(fā)射結）構成，和小功率三極管一樣，有PNP和NPN兩種類型。如圖所示為GIR基本結構及電氣圖形符號，圖中“+”表示高摻雜濃度。GTR通常采用NPN結構。功率晶體管認知GTR的基本結構和電氣圖形符號功率晶體管的工作原理GTR的基本工作原理與普通的雙極結型晶體管是—樣的。它們均是用基極電流ib控制集電極電流ie的電流控制型器件。GTR的集電極和發(fā)射極施加正向電壓后，基極正偏（ib>0）時處于導通狀態(tài)；反偏（ib≤0)時處于截止狀態(tài)。因此，給GTR的基極施加幅值足夠大的脈沖驅動信號，它將工作于導通或截止的開關狀態(tài)。功率晶體管認知共射極晶體管內部載流子的流動示意圖功率晶體管的特性功率晶體管認知在共發(fā)射極接法時的典型輸出特性分為截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)3個區(qū)域。GTR工作在開關狀態(tài)，即工作在截止區(qū)或飽和區(qū)。在開關過程中，即在截止區(qū)和飽和區(qū)之間過渡時，一般要經過放大區(qū)。共發(fā)射極接法時GTR的輸出特性01功率晶體管的靜態(tài)特性功率晶體管的特性功率晶體管認知（1）開通過程其中td表示延遲時間，主要是由發(fā)射結勢壘電容和集電結勢壘電容充電產生的；tr表示上升時間。td與tr兩者之和為開通時間ton，一般開通時間為微秒數量級。增大基極驅動電流ib的幅值并增大dib/dt，可以縮短td，同時也可以縮短tr，從而加快開通過程。GTR的開通和關斷過程電流波形02功率晶體管的動態(tài)特性功率晶體管的特性功率晶體管認知（2）關斷過程在右圖中，ts表示儲存時間，是用來除去飽和導通時儲存在基區(qū)的載流子的；tf表示下降時間。ts與tf兩者之和為關斷時間toff，而ts是toff的主要部分，關斷時間的數值在微秒數量級。減小導通時儲存的載流子，或者增大基極抽取負電流1.2的幅值和負偏壓，可以縮短ts，從而加快關斷速度。GTR的開通和關斷過程電流波形02功率晶體管的動態(tài)特性功率晶體管的測試功率晶體管認知使用萬用表測試晶閘管陽極A和陰極K之間的正反電阻值，并記錄為Rak和Rka。斷開電路，將負載電阻R2改為10千歐姆。更換后合上電路。用萬用表測試輸出電壓U0。萬用表使用Rx10或Rx100千歐檔測量控制極G和陰極K之前的正反電阻值，并記錄為Rgk，Rkg。根據測試的電阻值判斷晶體管的好壞。如果Rak約等于Rka且Rgk約等于Rkg，則晶閘管是好的。如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一項或多項阻值無窮大或為0，則晶閘管是壞的。萬用表01功率晶體管測試功率晶體管的測試功率晶體管認知將萬用表撥到hef擋。將被測晶體管的C、B、E三個引腳分別插入相應的插孔中。從萬用表顯示屏讀出該管的電流放大系數β。02功率晶體管β測試萬用表04實驗任務ProficiencyExercises學習目標知識儲備實驗任務課堂測評課堂導入課后作業(yè)實驗準備工具：功率晶體管、萬用表；設備：實訓工作臺；資料及耗材：《電力電子技術實驗》教材、抹布等。

晶閘管萬用表功率晶體管認知實驗步驟功率晶體管認知一、功率晶體管測試1.使用萬用表測試晶閘管陽極A和陰極K之間的正反電阻值，并記錄為Rak和Rka。2.斷開電路，將負載電阻R2改為10千歐姆。更換后合上電路。用萬用表測試輸出電壓U0。3.萬用表使用Rx10或Rx100千歐檔測量控制極G和陰極K之前的正反電阻值，并記錄為Rgk，Rkg。4.根據測試的電阻值判斷晶體管的好壞。如果Rak約等于Rka且Rgk約等于Rkg，則晶閘管是好的。如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一項或多項阻值無窮大或為0，則晶閘管是壞的。實驗步驟功率晶體管認知二、功率晶體管β測試1.將萬用表撥到hef擋。2.將被測晶體管的C、B、E三個引腳分別插入相應的插孔中。3.從萬用表顯示屏讀出該管的電流放大系數β。分組實訓請各小組按照擬定的小組分工及實驗步驟，完成“功率晶體管認知”實驗，并完成工作頁中實訓報告的填寫。功率晶體管認知總結評價請結合各自實驗的完成情況，實事求是的完成實驗自評與互評。并將填寫完整的工作頁提交給老師進行檢查和評價。功率晶體管認知05課堂測評Classroomtest學習目標知識儲備實驗任務課堂測評課堂導入課后作業(yè)判斷題1.GTR是由3層半導體（分別為引出集電極﹑基極和發(fā)射極）形成的兩個PN結（集電結和發(fā)射結）構成。（

）2.在共發(fā)射極接法時的典型輸出特性分為截止區(qū)和放大區(qū)兩個區(qū)域。（

）3.由于GTR在導通和關斷過程中都要經過放大區(qū)，而放大區(qū)的功耗很大，因此應盡可能縮短開關時間，減少開關損耗。（

）4.在功率晶體管測試實驗中，如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一項或多項阻值無窮大或為1000Ω以上時，則功率晶體管是壞的。（

）5.GTR的基本工作原理與普通的雙極