Các linh kiện bán dẫn công suất

Diode công suất chia làm 2 loại :Dùng cho tần số công nghiệp (diode chỉnh lưu)Diode dùng cho mạch đóng ngắt tần số cao.Diode công suất do 2 lớp vật liệu bán dẫn P-N ghép lạithành. S mặt ghép đạt tới hàng chục Cm2, với mật độdòng điện 10A/mm2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các linh kiện bán dẫn công suấtCác linh kiện bán dẫn côngCác suất1. Diode công suất:1.Diode công suất chia làm 2 loại : Dùng cho tần số công nghiệp (diode chỉnh lưu) Diode dùng cho mạch đóng ngắt tần số cao.Diode công suất do 2 lớp vật liệu bán dẫn P-N ghép lại thành. S mặt ghép đạt tới hàng chục Cm2, với mật độ dòng điện 10A/mm21. Diode công suất:(tt)1.Sự phân cực của mặt ghép P-N R Vcc>0,6V . D Phân cực thuận R Vcc D Phân cực nghịch 1. Diode công suất:(tt)1. Ở góc phần tư thứ nhất: I Dòng điện lớn, sụt áp nhỏ +- Ở góc phần tư thứ ba: ILV Dòng rò nhỏ, điện áp ngược lớn Thông số:Iđm – dòng điện định mức, hiện Unay dòng điện lớn nhất của mộtdiod công suất tới 7000A∆ U – sụt áp thuận; Sụt áp của + -diod trong khoảng (0,7 - 2)V∆ P – tổn hao công suất ∆ P = ∆ U.I (đến hàng kW)Tcp- nhiệt độ làm việc cho phép; Tại lớp tiếp giáp khoảng 2000CUN - điện áp ngược; Trong khoảng (50-4000)VIrò – dòng điện rò, hàng trăm mA1. Diode công suất:(tt)1. Một số diode công suất trong thực tế:2. Transistor công suất:2. Gồm 3 lớp bán dẫn tạo bởi 2 tiếp giáp p-n, trong đó lớp giữa rất mỏng (cỡ 0,001 cm) và khác loại với 2 lớp bên.Lớp giữa là bán dẫn loại P ta có BJT loại N-P-NLớp giữa là bán dẫn loại N ta có BJT loại P-N-P2. Transistor công suất:(tt)2. Các trạng thái hoạt động của transistora. Trạng thái ngưng dẫn:Nếu phân cực nghịch mối nối BC và không phân cực hoặc phân cực nghịch mối nối BE thì tại các cực của transistor không có dòng điện ta nói transistor ngưng dẫn.2. Transistor công suất:(tt)2.b. Trạng thái khuếch đại:Khi ta pcthuận mối nối BE (VB>VE)) và phân cực ghịch mối nối BC (VC>VB) lúc này xuất hiện dòng điện đi qua mối BE là IB và dòng IC đi từ cực C sang cực ENhư vậy: Khi ta phân cực nghịch mối nối BC và phân cực thuậnBE thì transistor hoạt động trong vùng khuếch đại IC= β IB VCE= Vcc- β E IB (RE+RC). C N N P B IE JE JC IB Phân cực thuận mối nối BE và nghịch BC2. Transistor công suất:(tt)2.c. Trạng thái bão hoà:Nếu ta giảm điện trở RB thì dòng IB tăng và lúc này dòng IC sẽ tăng lên một lượng gấp β lần so với lượng tăng của dòng IBNếu ta tiếp tục giảm RB thì dòng IB ,IC tiếp tục tăng cho đến lúc IC = IBβ =ICmax nghĩa là ta tăng điện áp phân cực bằng cách giảm điện trở RB thì dòng IC không tăng được nữa tức là IC < IB.β người ta nói transistor đã bảo hoà.Khi transistor hoạt động ở trạng thái bảo hòa với IC = βIB=Icmax hoặc IC < IB.β .Lúc này nội trở mối nối CE rất nhỏ nên điện áp VCE = 0.Như vậy: Khi ta phân cực thuận mối nối BC và BE thì transistor hoạt động trong vùng bảo hoà. IC = ICmax < IB β ,VCE = 0V Trong mạch ĐTCS, transistor chỉ làm việc2. Transistor công suất:(tt)2. Một số transistor công suất trong thực tế3. SCR:3. Cấu tạo và đặc tính:SCR được cấu tạo bởi 4 lớp bán dẫn PNPN (có 3 nối PN). SCR là một diode chỉnh lưu được kiểm soát bởi cổng silicium. Các tíêp xúc kim loại được tạo ra các cực Anod A, Catot K và cổng G.3. SCR:(tt)3. Nguyên lý hoạt động của SCR:Nếu ta mắc một nguồn điện một chiều VAA vào SCR , một dòng điện nhỏ IG kích vào cực cổng G sẽ làm nối PN giữa cực cổng G và catot K dẫn phát khởi dòng lớn hơn nhiều. Nếu ta đổi chiều nguồn VAA sẽ không có dòng điện qua SCR cho dù có dòng điện kích IG. Như vậy ta có thể hiểu SCR như một diode nhưng có thêm cực cổng G và để SCR dẫn điện phải có dòng điện kích IG vào cực cổng.3. SCR:(tt)3. Cơ chế hoạt động như trên của SCR cho thấy dòng IGkhông cần lớn và chỉ cần tồn tại trong thời gian ngắn. KhiSCR đã dẫn điện, nếu ta ngắt bỏ IG thì SCR vẫn tiếp tụcdẫn điện, nghĩa là ta không thể ngắt SCR bằng cực cổng,đây cũng là một nhược điểm của SCR so với transistor.  Người ta chỉ có thể ngắt SCR bằng cách cắt nguồn VAAhoặc giảm VAA sao cho dòng điện qua SCR nhỏ hơn mộttrị số nào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là dòng điệnduy trì.3. SCR:(tt)3. Đặc tuyến Volt – Ampere của SCR: 3. SCR:(tt) 3. Khi SCR được phân cực nghịch (điện thế anod âm hơnđiện thế catod), chỉ có một dòng điện rỉ rất nhỏ chạy quaSCR.  Khi SCR được phân cực thuận (điện thế anod dươnghơn điện thế thế catod), nếu ta nối tắt (hoặc để hở)nguồn VGG (IG = 0), khi VAK còn nhỏ, chỉ có một dòng điệnrất nhỏ chạy qua SCR (trong thực tế người ta xem nhưSCR không dẫn điện), nhưng khi VAK đạt đền một trị sốnào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là điện thế quay vềVBO thì điện thế VAK tự động sụt xuống khoảng 0,7V nhưdiode thường. Dòng điện tương ứng bây giờ chính là dòngđiện duy trì IH. Từ bây giờ, SCR chuyển sang trạng tháidẫn điện và có đặc tuyến gần giống như diode thường.  Nếu ta tăng nguồn VGG để tạo dòng kích IG, ta thấyđiện thế quay về nhỏ hơn và khi dòng kích IG càng lớn,điện thế quay về VBO càng nhỏ3. SCR:(tt)3. Cácthông số của SCR: Dòng thuận tối đa: Là dòng điện anod IA trung bình lớn nhất mà SCR có thể chịu đựng được liên tục Điện thế ngược tối đa: Đây là điện thế phân cực nghịch tối đa mà xảy ra sự hủy thác (breakdown). Được ký hiệu là VBR chốt (latching current): Là dòng thuận tối thiểu Dòng để giữ SCR ở trạng thái dẫn điện sau khi SCR từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn Dòng cổng tối thiểu (Minimum ...