什么叫GTO可關(guān)斷可控硅及其測量
發(fā)布時間:2008/10/20 0:00:00 訪問次數(shù):888
可關(guān)斷晶閘管gto(gate turn-off thyristor)亦稱門控晶閘管。gto可關(guān)斷可控硅其主要特點為,當(dāng)門極加負向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。
普通晶閘管(scr)靠門極正信號觸發(fā)之后,撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流ih,或施以反向電壓強近關(guān)斷。這就需要增加換向電路,不僅使設(shè)備的體積重量增大,而且會降低效率,產(chǎn)生波形失真和噪聲。可關(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷,它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點,以具有自關(guān)斷能力,使用方便,是理想的高壓、大電流開關(guān)器件?申P(guān)斷晶閘管gto的容量及使用壽命均超過巨型晶體管(gtr),只是工作頻紡比gtr低。目前,gto可關(guān)斷可控硅已達到3000a、4500v的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,顯示出強大的生命力。
可關(guān)斷晶閘管也屬于pnpn四層三端器件,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,因此僅繪出可關(guān)斷晶閘管gto典型產(chǎn)品的外形及符號。大功率gto可關(guān)斷可控硅大都制成模塊形式。
盡管可關(guān)斷晶閘管gto與scr的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即外于深度飽和狀態(tài),而gto可關(guān)斷可控硅在導(dǎo)通后只能達到臨界飽和,所以可關(guān)斷晶閘管gto門極上加負向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。gto可關(guān)斷可控硅的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,它等于陽極最大可關(guān)斷電流iatm與門極最大負向電流igm之比,有公式
βoff =iatm/igm
βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。很顯然,βoff與昌盛 的hfe參數(shù)頗有相似之處。
下面分別介紹利用萬用表判定gto可關(guān)斷可控硅電極、檢查gto的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益βoff的方法。
1.判定可關(guān)斷晶閘管gto的電極
將萬用表撥至r×1檔,測量任意兩腳間的電阻,僅當(dāng)黑表筆接g極,紅表筆接k極時,電阻呈低阻值,對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定g、k極,剩下的a極。
2.檢查觸發(fā)能力
首先將表ⅰ的黑表筆接a極,紅表筆接k極,電阻為無窮大;然后用黑表筆尖也同時接觸g極,加上正向觸發(fā)信號,表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明gto可關(guān)斷可控硅已經(jīng)導(dǎo)通;最后脫開g極,只要gto維持通態(tài),就說明被測管具有觸發(fā)能力。
3.檢查關(guān)斷能力
現(xiàn)采用雙表法檢查可關(guān)斷晶閘管gto的關(guān)斷能力,表ⅰ的檔位及接法保持不變。將表ⅱ撥于r×10檔,紅表筆接g極,黑表筆接k極,施以負向觸發(fā)信號,表ⅰ的指針向左擺到無窮大位置,證明gto可關(guān)斷可控硅具有關(guān)斷能力。
4.估測關(guān)斷增益βoff
進行到第3步時,先不接入表ⅱ,記下在gto導(dǎo)通時表ⅰ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1;再接上表ⅱ強迫gto關(guān)斷,記下表ⅱ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益:
βoff=iatm/igm≈iat/ig=k1n1/ k2n2
式中k1—表ⅰ在r×1檔的電流比例系數(shù);
k2—表ⅱ在r×10檔的電流比例系數(shù)。
βoff≈10×n1/ n2
此式的優(yōu)點是,不需要具體計算iat、ig之值,只要讀出二者所對應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù),即可迅速估測關(guān)斷增益值。
注意事項:
。1)在檢查大功率可關(guān)斷晶閘管gto器件時,建議在r×1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5v電池e′,以提高測試電壓和測試電流,使gto可靠地導(dǎo)通。
。2)要準(zhǔn)確測量gto可關(guān)斷可控硅的關(guān)斷增益βoff,必須有專用測試設(shè)備。但在業(yè)余條件下可用上述方法進行估測。測試條件不同,測量結(jié)果僅供參考,或作為相對比較的依據(jù)。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
可關(guān)斷晶閘管gto(gate turn-off thyristor)亦稱門控晶閘管。gto可關(guān)斷可控硅其主要特點為,當(dāng)門極加負向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。
普通晶閘管(scr)靠門極正信號觸發(fā)之后,撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流ih,或施以反向電壓強近關(guān)斷。這就需要增加換向電路,不僅使設(shè)備的體積重量增大,而且會降低效率,產(chǎn)生波形失真和噪聲。可關(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷,它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點,以具有自關(guān)斷能力,使用方便,是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。可關(guān)斷晶閘管gto的容量及使用壽命均超過巨型晶體管(gtr),只是工作頻紡比gtr低。目前,gto可關(guān)斷可控硅已達到3000a、4500v的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,顯示出強大的生命力。
可關(guān)斷晶閘管也屬于pnpn四層三端器件,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,因此僅繪出可關(guān)斷晶閘管gto典型產(chǎn)品的外形及符號。大功率gto可關(guān)斷可控硅大都制成模塊形式。
盡管可關(guān)斷晶閘管gto與scr的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即外于深度飽和狀態(tài),而gto可關(guān)斷可控硅在導(dǎo)通后只能達到臨界飽和,所以可關(guān)斷晶閘管gto門極上加負向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。gto可關(guān)斷可控硅的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,它等于陽極最大可關(guān)斷電流iatm與門極最大負向電流igm之比,有公式
βoff =iatm/igm
βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。很顯然,βoff與昌盛 的hfe參數(shù)頗有相似之處。
下面分別介紹利用萬用表判定gto可關(guān)斷可控硅電極、檢查gto的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益βoff的方法。
1.判定可關(guān)斷晶閘管gto的電極
將萬用表撥至r×1檔,測量任意兩腳間的電阻,僅當(dāng)黑表筆接g極,紅表筆接k極時,電阻呈低阻值,對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定g、k極,剩下的a極。
2.檢查觸發(fā)能力
首先將表ⅰ的黑表筆接a極,紅表筆接k極,電阻為無窮大;然后用黑表筆尖也同時接觸g極,加上正向觸發(fā)信號,表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明gto可關(guān)斷可控硅已經(jīng)導(dǎo)通;最后脫開g極,只要gto維持通態(tài),就說明被測管具有觸發(fā)能力。
3.檢查關(guān)斷能力
現(xiàn)采用雙表法檢查可關(guān)斷晶閘管gto的關(guān)斷能力,表ⅰ的檔位及接法保持不變。將表ⅱ撥于r×10檔,紅表筆接g極,黑表筆接k極,施以負向觸發(fā)信號,表ⅰ的指針向左擺到無窮大位置,證明gto可關(guān)斷可控硅具有關(guān)斷能力。
4.估測關(guān)斷增益βoff
進行到第3步時,先不接入表ⅱ,記下在gto導(dǎo)通時表ⅰ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1;再接上表ⅱ強迫gto關(guān)斷,記下表ⅱ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益:
βoff=iatm/igm≈iat/ig=k1n1/ k2n2
式中k1—表ⅰ在r×1檔的電流比例系數(shù);
k2—表ⅱ在r×10檔的電流比例系數(shù)。
βoff≈10×n1/ n2
此式的優(yōu)點是,不需要具體計算iat、ig之值,只要讀出二者所對應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù),即可迅速估測關(guān)斷增益值。
注意事項:
。1)在檢查大功率可關(guān)斷晶閘管gto器件時,建議在r×1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5v電池e′,以提高測試電壓和測試電流,使gto可靠地導(dǎo)通。
。2)要準(zhǔn)確測量gto可關(guān)斷可控硅的關(guān)斷增益βoff,必須有專用測試設(shè)備。但在業(yè)余條件下可用上述方法進行估測。測試條件不同,測量結(jié)果僅供參考,或作為相對比較的依據(jù)。
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