Giáo trình Điện tử công suất 1 Phần 1

Giáo trình Điện tử công suất 1 Phần 1 gồm nội dung chương 1 và chương 2, trình bày về các linh kiện bán dẫn, phân loại linh kiện bán dẫn theo khả năng điều khiển, mô tả và chức năng của Diode, Transitor công suất, các mạch Mosfet, BGBT - Transitor công suất hiện đại, Mô tả và chức năng Thyristor và một số mạch khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điện tử công suất 1 Phần 1Ñieän töû coâng suaát 1 CHÖÔNG MOÄT CAÙC LINH KIEÄN BAÙN DAÃN Baùn daãn: laø chaát maø trong nhieät ñoä bình thöôøng noù coù ñoä daãn ñieän giöõa chaát daãn ñieänvaø chaát caùch ñieän. Hieän nay, baùn daãn thöôøng duøng laø Silic, Silic tinh khieát coù caáu truùc tinh theåraát beàn vöõng. ÔÛ nhieät ñoä thaáp, noù khoâng coù caùc ñieän tích töï do. Vì theá, Silic tinh khieát hoaïtñoäng nhö chaát caùch ñieän. Hoãn hôïp Silic vôùi caùc nguyeân toá khaùc coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán ñoä daãn ñieän cuûa Silic.Moät cuûa hoãn hôïp cuûa Silic chöùa thöøa ñieän tích töï do vaø caùc ñieän tích naøy trôû thaønh haït daãnñieän, hoãn hôïp naày taïo thaønh chaát baùn daãn loaïi N. Moät soá hoãn hôïp cuûa Silic thieáu ñieän töû-chuùng coù loã hoång. Caùc loã hoång taïo thaønh thaønh phaàn daãn ñieän chuû yeáu. Hoãn hôïp loaïi naøy taïothaønh baùn daãn loaïi P vôùi ñoä daãn ñieän loaïi P. Lôùp tieáp xuùc PN: laø vuøng trong baùn daãn maø vuøng daãn ñieän loaïi P ñöôïc chuyeån thaønhloaïi N. Ñaëc tính V-A: bieåu dieãn quan heä giöõa doøng ñieän ñi qua hai cöïc cuûa linh kieän vaø ñieänaùp ñaët giöõa caùc cöïc ñoù. Caùc giaù trò ñieän aùp vaø doøng ñieän naøy ñöôïc hieåu laø giaù trò aùp vaø doøngmoät chieàu khoâng ñoåi. 1.1 - PHAÂN LOAÏI LINH KIEÄN BAÙN DAÃN THEO KHAÛ NAÊNG ÑIEÀU KHIEÅN Caùc linh kieän baùn daãn coâng suaát trong laõnh vöïc ñieän töû coâng suaát coù hai chöùc naêng côbaûn: ñoùng vaø ngaét doøng ñieän ñi qua noù. Traïng thaùi linh kieän daãn ñieän (ñoùng) laø traïng thaùi linhkieän coù taùc duïng nhö moät ñieän trôû raát beù (gaàn baèng khoâng). Ñoä lôùn doøng ñieän qua linh kieänphuï thuoäc traïng thaùi maïch ñieän luùc linh kieän ñoùng vaø ñoä suït aùp treân linh kieän nhoû khoâng ñaùngkeå (toái ña khoaûng vaøi volt). Traïng thaùi linh kieän khoâng daãn ñieän (ngaét doøng ñieän) laø traïng thaùi linh kieän coù taùcduïng trong maïch nhö moät ñieän trôû raát lôùn. Doøng ñieän ñi qua linh kieän coù ñoä lôùn khoâng ñaùngkeå; ñoä lôùn ñieän aùp ñaët leân linh kieän phuï thuoäc vaøo traïng thaùi hoaït ñoäng cuûa maïch ñieän beânngoaøi. Do ñoù, linh kieän baùn daãn hoaït ñoäng vôùi hai cheá ñoä laøm vieäc ñoùng vaø ngaét doøng ñieänñöôïc xem laø lyù töôûng neáu ôû traïng thaùi daãn ñieän noù coù ñoä suït aùp baèng khoâng vaø ôû traïng thaùikhoâng daãn ñieän, doøng ñieän qua noù baèng khoâng. Caùc linh kieän baùn daãn coù theå chuyeån ñoåi traïng thaùi laøm vieäc cuøa mình , ví duï töø traïngthaùi khoâng daãn ñieän (ngaét) sang traïng thaùi daãn ñieän (ñoùng) vaø ngöôïc laïi thoâng qua taùc duïngkích thích cuûa tín hieäu leân coång ñieàu khieån (ngoõ vaøo) cuûa linh kieän. Ta goïi linh kieän coù tínhñieàu khieån. Tín hieäu ñieàu khieån coù theå toàn taïi döôùi daïng doøng ñieän, ñieän aùp, aùnh saùng vôùicoâng suaát thöôøng nhoû hôn raát nhieàu so vôùi coâng suaát cuûa nguoàn vaø taûi. Trong tröôøng hôïp linh kieän khoâng chöùa coång ñieàu khieån vaø quaù trình chuyeån traïng thaùilaøm vieäc cuûa linh kieän xaûy ra döôùi taùc duïng cuûa nguoàn coâng suaát ôû ngoõ ra, ta goïi linh kieänthuoäc loaïi khoâng ñieàu khieån. Ví duï: diode, diac laø caùc linh kieän khoâng ñieàu khieån Neáu thoâng qua coång ñieàu khieån, tín hieäu chæ taùc ñoäng ñeán chöùc naêng ñoùng doøng ñieänmaø khoâng theå taùc ñoäng laøm ngaét doøng ñieän qua noù, ta goïi linh kieän khoâng coù khaû naêng kíchngaét. Ví duï nhö thyristor, triac. 1-1Ñieän töû coâng suaát 1 Ngöôïc laïi, caùc linh kieän coù theå thay ñoåi traïng thaùi töø daãn ñieän sang ngaét ñieän vaøngöôïc laïi thoâng qua taùc duïng cuûa tín hieäu ñieàu khieån , ñöôïc goïi laø linh kieän coù khaû naêng kíchngaét (Self commutated device-taïm dòch linh kieän töï chuyeån maïch). Ñaïi dieän cho nhoùm linhkieän naøy laø transistor (BJT,MOSFET,IGBT), GTO(Gate-Turn-Off thyristor),IGCT,MCT,MTO. Treân ñaây, ta chöa ñeà caäp ñeán taùc duïng ñieän aùp vaø doøng ñieän cuûa maïch coâng suaátleân quaù trình chuyeån ñoåi traïng thaùi laøm vieäc cuûa linh kieän. Tín hieäu ñieàu khieån leân maïnhcoång ñieàu khieån chæ coù taùc duïng khi traïng thaùi ñieän aùp ñaët vaøo hai cöïc chính ôû ngoõ ra cuûa linhkieän coù chieàu phaân cöïc vaø ñoä lôùn phuø hôïp. Vôùi nhöõng nhaän xeùt ôû treân, caùc linh kieän baùn daãn coâng suaát, theo chöùc naêng ñoùngvaø ngaét doøng ñieän vaø theo khaû naêng ñieàu khieån caùc chöùc naêng naøy, coù theå chia laøm 3 nhoùmchính: - Nhoùm moät: goàm caùc linh kieän khoâng ñieàu khieån nhö diode, diac; - Nhoùm hai: goàm caùc linh kieän ñieàu khieån kích ñoùng ñöôïc nhö thyristor, triac; - Nhoùm ba: goàm caùc linh kieän khieån kích ngaét ñö ...