《新能源汽车电力电子技术》 课件 2-2 功率晶体管认知-课件

功率晶体管认知《新能源汽车电力电子技术》课堂导入01学习目标02知识储备03实验任务04课堂测评05课后作业0601课堂导入leading-inofaclassroom学习目标知识储备实验任务课堂测评课堂导入课后作业功率晶体管认知课堂导入功率晶体管（GiantTransistor，GTR）也叫电力晶体管，是目前各种自关断器件中应用较为广泛的一种。在数百千瓦以下的低压变频电路中，使用最多的就是GTR。02学习目标learningobjectives学习目标知识储备技能训练课堂测评课堂导入课后作业学习目标01熟悉功率晶体管的结构02熟悉功率晶体管的工作原理03熟悉功率晶体管的特性04能对晶功率晶体管进行测试学习目标功率晶体管认知03知识储备accumulationofknowledge学习目标知识储备实验任务课堂测评课堂导入课后作业功率晶体管的结构GTR是由3层半导体（分别为引出集电极﹑基极和发射极）形成的两个PN结（集电结和发射结）构成，和小功率三极管一样，有PNP和NPN两种类型。如图所示为GIR基本结构及电气图形符号，图中“+”表示高掺杂浓度。GTR通常采用NPN结构。功率晶体管认知GTR的基本结构和电气图形符号功率晶体管的工作原理GTR的基本工作原理与普通的双极结型晶体管是—样的。它们均是用基极电流ib控制集电极电流ie的电流控制型器件。GTR的集电极和发射极施加正向电压后，基极正偏（ib>0）时处于导通状态；反偏（ib≤0)时处于截止状态。因此，给GTR的基极施加幅值足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通或截止的开关状态。功率晶体管认知共射极晶体管内部载流子的流动示意图功率晶体管的特性功率晶体管认知在共发射极接法时的典型输出特性分为截止区、放大区和饱和区3个区域。GTR工作在开关状态，即工作在截止区或饱和区。在开关过程中，即在截止区和饱和区之间过渡时，一般要经过放大区。共发射极接法时GTR的输出特性01功率晶体管的静态特性功率晶体管的特性功率晶体管认知（1）开通过程其中td表示延迟时间，主要是由发射结势垒电容和集电结势垒电容充电产生的；tr表示上升时间。td与tr两者之和为开通时间ton，一般开通时间为微秒数量级。增大基极驱动电流ib的幅值并增大dib/dt，可以缩短td，同时也可以缩短tr，从而加快开通过程。GTR的开通和关断过程电流波形02功率晶体管的动态特性功率晶体管的特性功率晶体管认知（2）关断过程在右图中，ts表示储存时间，是用来除去饱和导通时储存在基区的载流子的；tf表示下降时间。ts与tf两者之和为关断时间toff，而ts是toff的主要部分，关断时间的数值在微秒数量级。减小导通时储存的载流子，或者增大基极抽取负电流1.2的幅值和负偏压，可以缩短ts，从而加快关断速度。GTR的开通和关断过程电流波形02功率晶体管的动态特性功率晶体管的测试功率晶体管认知使用万用表测试晶闸管阳极A和阴极K之间的正反电阻值，并记录为Rak和Rka。断开电路，将负载电阻R2改为10千欧姆。更换后合上电路。用万用表测试输出电压U0。万用表使用Rx10或Rx100千欧档测量控制极G和阴极K之前的正反电阻值，并记录为Rgk，Rkg。根据测试的电阻值判断晶体管的好坏。如果Rak约等于Rka且Rgk约等于Rkg，则晶闸管是好的。如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一项或多项阻值无穷大或为0，则晶闸管是坏的。万用表01功率晶体管测试功率晶体管的测试功率晶体管认知将万用表拨到hef挡。将被测晶体管的C、B、E三个引脚分别插入相应的插孔中。从万用表显示屏读出该管的电流放大系数β。02功率晶体管β测试万用表04实验任务ProficiencyExercises学习目标知识储备实验任务课堂测评课堂导入课后作业实验准备工具：功率晶体管、万用表；设备：实训工作台；资料及耗材：《电力电子技术实验》教材、抹布等。

晶闸管万用表功率晶体管认知实验步骤功率晶体管认知一、功率晶体管测试1.使用万用表测试晶闸管阳极A和阴极K之间的正反电阻值，并记录为Rak和Rka。2.断开电路，将负载电阻R2改为10千欧姆。更换后合上电路。用万用表测试输出电压U0。3.万用表使用Rx10或Rx100千欧档测量控制极G和阴极K之前的正反电阻值，并记录为Rgk，Rkg。4.根据测试的电阻值判断晶体管的好坏。如果Rak约等于Rka且Rgk约等于Rkg，则晶闸管是好的。如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一项或多项阻值无穷大或为0，则晶闸管是坏的。实验步骤功率晶体管认知二、功率晶体管β测试1.将万用表拨到hef挡。2.将被测晶体管的C、B、E三个引脚分别插入相应的插孔中。3.从万用表显示屏读出该管的电流放大系数β。分组实训请各小组按照拟定的小组分工及实验步骤，完成“功率晶体管认知”实验，并完成工作页中实训报告的填写。功率晶体管认知总结评价请结合各自实验的完成情况，实事求是的完成实验自评与互评。并将填写完整的工作页提交给老师进行检查和评价。功率晶体管认知05课堂测评Classroomtest学习目标知识储备实验任务课堂测评课堂导入课后作业判断题1.GTR是由3层半导体（分别为引出集电极﹑基极和发射极）形成的两个PN结（集电结和发射结）构成。（

）2.在共发射极接法时的典型输出特性分为截止区和放大区两个区域。（

）3.由于GTR在导通和关断过程中都要经过放大区，而放大区的功耗很大，因此应尽可能缩短开关时间，减少开关损耗。（

）4.在功率晶体管测试实验中，如果Rak、Rka、Rgk、Rkg中由一项或多项阻值无穷大或为1000Ω以上时，则功率晶体管是坏的。（

）5.GTR的基本工作原理与普通的双极