电力晶体管(Giant Transistor—GTR),是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor—BJT),所以有时也称为Power BJT。但其驱动电路复杂,驱动功率大。
GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。
在电力电子技术中,GTR主要工作在开关状态。GTR通常工作在正偏(Ib>0)时大电流导通;反偏(Ib<0=时处于截止状态。因此,给GTR的基极施加幅度足够大的脉冲驱动信号,它将工作于导通和截止的开关状态。
电力晶体管GTR的开关特性详解
晶体管有线性和开关两种工作方式。当只需要导通和关断作用时采用开关工作方式。GTR主要应用于开关工作方。
① 开关响应特性
开关工作方式下,用一定的正向基极电流IB1去驱动GTR导通,而用另一反向基极电流IB2迫使GTR关断,由于GTR不是理想开关,故在开关过程中总存在着一定的延时和存储时间。
延迟时间td:加入IB1以后一段时间里,iC仍保持为截止状态时的很小电流直到iC上升到0.1I CS。
上升时间tr:iC不断上升,直到iC=ICS, GTR进入饱和状态。tr指iC从0.1ICS上升到0.9ICS所需要的时间。 开通时间ton:延迟时间td和上升时间tr之和。即ton=td+tr
当基极电流突然从正向IB1变为反向IB2时,GTR的集电极电流iC并不立即减小,仍保持ICS,而要经过一段时间才下降。
存储时间ts:把基极电流从正向IB1变为反向IB2时,iC下降到0.9ICS所需的时间。
下降时间tf:iC继续下降,iC从0.9ICS下降到0.1ICS所需的时间。
此后,iC继续下降,一直到接近反向饱和电流为止,这时GTR完全恢复到截止状态。
GTR的关断时间toff:存储时间ts和下降时间tf之和,即
toff=ts+tf
GTR的开关时间对它的应用有较大的影响,选用GTR时,应注意其开关频率。应使输入脉冲持续时间大于GTR开关时间。
改善措施
为了使GTR快速导通,缩短开通时间ton,驱动电流必须具有一定幅值,前沿较陡的正向驱动电流,可加速GTR的导通;为加速GTR关断,缩短关断时间toff,驱动电流必须具有一定幅值的反向驱动电流,过冲的负向驱动电流,可缩短关断时间。