电⼒晶体管--GTR的基本特性
⼀、GTR的基本特性
(1)静态特性
1.在共发射极接法时的典型输出特性分为截⽌区、放⼤区和饱和区三个区域。
2.在电⼒电⼦电路中,GTR⼯作在开关状态,即⼯作在截⽌区或饱和区。
3.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
(2)动态特性
1.开通过程
需要经过延迟时间td和上升时间tr,⼆者之和为开通时间ton。
增⼤基极驱动电流ib的幅值并增⼤dib/dt,可以缩短延迟时间,同时也可以缩短上升时间,从⽽加快开通过程。
2.关断过程
需要经过储存时间ts和下降时间tf,⼆者之和为关断时间toff。
减⼩导通时的饱和深度以减⼩储存的载流⼦,或者增⼤基极抽取负电流Ib2的幅值和负偏压,可以缩短储存时间,从⽽加快关断速度。
3.GTR的开关时间在⼏微秒以内,⽐晶闸管和GTO都短很多。
GTR的开通和关断过程电流波形
⼆、GTR的主要参数
1.电流放⼤倍数
、直流电流增益hFE、集电极与发射极间漏电流Iceo、集电极和发射极间饱和压降Uces、开通时间ton和关断时间toff
2.最⾼⼯作电压
GTR上所加的电压超过规定值时,就会发⽣击穿。
击穿电压不仅和晶体管本⾝的特性有关,还与外电路的接法有关。
发射极开路时集电极和基极间的反向击穿电压BUcbo
基极开路时集电极和发射极间的击穿电压BUceo
发射极与基极间⽤电阻联接或短路联接时集电极和发射极间的击穿电压BUcer和BUces
soa发射结反向偏置时集电极和发射极间的击穿电压BUcex
发射结反向偏置时集电极和发射极间的击穿电压BUcex
且存在以下关系:
实际使⽤GTR时,为了确保安全,最⾼⼯作电压要⽐BUceo低得多。
3.集电极最⼤允许电流IcM
规定直流电流放⼤系数hFE下降到规定的1/2~1/3时所对应的Ic。
实际使⽤时要留有较⼤裕量,只能⽤到IcM的⼀半或稍多⼀点。
4.集电极最⼤耗散功率PcM
指在最⾼⼯作温度下允许的耗散功率。
产品说明书中在给出PcM时总是同时给出壳温TC,间接表⽰了最⾼⼯作温度。
三、GTR的⼆次击穿现象与安全⼯作区
1.当GTR的集电极电压升⾼⾄击穿电压时,集电极电流迅速增⼤,这种⾸先出现的击穿是雪崩击穿,被称为⼀次击穿。
2.发现⼀次击穿发⽣时如不有效地限制电流,Ic增⼤到某个临界点时会突然急剧上升,同时伴随着电压的陡然下降,这种现象称为⼆次击穿。
3.出现⼀次击穿后,GTR⼀般不会损坏,⼆次击穿常常⽴即导致器件的永久损坏,或者⼯作特性明显衰变,因⽽对GTR 危害极⼤。
4.安全⼯作区(Safe Operating Area——SOA)
将不同基极电流下⼆次击穿的临界点连接起来,就构成了⼆次击穿临界线。
GTR⼯作时不仅不能超过最⾼电压UceM,集电极最⼤电流IcM和最⼤耗散功率PcM,也不能超过⼆次击穿临界线。GTR的安全⼯作区
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