电力电子技术7.pptx

【电力电子技术】中的自关断器件主要包括电力晶体管（GTR）、可关断晶闸管（GTO）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）。这些器件在电力转换和控制中起着至关重要的作用。 **电力晶体管（GTR）** 电力晶体管，全称为巨型晶体管，是一种耐高压、大电流的双极结型晶体管（BJT）。在20世纪80年代，GTR广泛用于中、小功率应用，但随着技术的发展，它逐渐被IGBT和电力MOSFET取代。GTR的工作原理与普通BJT类似，主要特点是具有较高的耐压、较大的额定电流和良好的开关特性。GTR通常采用共发射极接法，其电流放大系数β反映了基极电流对集电极电流的控制能力。GTR的静态特性包括截止区、放大区和饱和区，而在实际应用中，GTR主要工作在开关状态，其开通和关断过程涉及到延迟时间td、上升时间tr、储存时间ts和下降时间tf。GTR的主要参数包括：最高工作电压、直流电流增益hFE、集射极间漏电流Iceo、饱和压降Uces、开通时间ton和关断时间toff，以及集电极最大耗散功率PcM和集电极最大允许电流IcM。在使用中，必须确保工作在安全工作区内，避免二次击穿导致器件损坏。 **可关断晶闸管（GTO）** GTO与普通晶闸管（SCR）在结构上有相似之处，都是四层PNPN结构，但GTO是一种多元的功率集成器件，可以主动控制导通和关断。与普通晶闸管不同的是，GTO通过门极信号可以实现关断，因此具有更高的控制灵活性。GTO的关断控制依赖于门极电流的注入，通过改变门极电流来控制内部载流子的复合速率，从而实现关断。 **电力场效应晶体管（Power MOSFET）** 电力MOSFET是一种电压控制型器件，以绝缘栅极和沟道之间的电场来控制电流。它具有快速开关、低损耗和易于驱动的优点，适用于高频和低功耗应用。 **绝缘栅双极晶体管（IGBT）** IGBT结合了MOSFET的电压控制特性和GTR的高电流、高电压能力，因此在许多电力电子应用中成为首选。IGBT的驱动电路相对复杂，但其开关速度快、效率高，适合大功率应用。 这些自关断器件在电力电子领域中扮演着核心角色，它们的性能和特性决定了电力转换和控制系统的效率、可靠性和成本。随着科技的进步，新型的电力电子器件不断涌现，以满足更高性能和更高效能的需求。