电动汽车电驱动技术100问
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问题20 不可控型开关器件的结构与特点是什么?

不可控型开关器件也就是电力半导体二极管。几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用。它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。

1.半导体二极管的结构

半导体二极管是在一个PN结的两侧,各引出一根金属电极,并用外壳封装起来而构成的。由P区引出的电极称为阳极,由N区引出的电极称为阴极,电路符号如图3-1所示。

图3-1 半导体二极管

2.半导体二极管的伏安特性

二极管两端电压U与流过二极管的电流I之间的关系,称为二极管的伏安特性。它可以用伏安特性曲线表示,如图3-1b所示。

①正向特性:正向电压大到一定值(死区电压或阈值电压),正向电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。正向导通时的管压降,硅管为0.6~0.8V,锗管为0.1~0.3V。

②反向特性:在承受反向电压时,只有少数载流子引起的微小而数值恒定的反向漏电流(反向饱和电流)。

③反向击穿特性:当反向电压增大到某一数值UBR时,反向电流突然急剧增加,这种现象称为二极管反向击穿,UBR称为反向击穿电压。

3.半导体二极管的主要参数

不同类型的二极管有不同的特性参数,以下为二极管的几个主要参数。

①最大整流电流:指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值,其值与PN面积及外部散热条件等有关。

②最高反向工作电压:加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将二极管击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,应该规定最高反向工作电压值。

③反向电流:指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流。反向电流越小,二极管的单方向导电性能越好。

④动态电阻Rd:是二极管特性曲线静态工作点匝附近电压的变化量与相应电流的变化量之比。