Chuong 2 Linh kien dien tu cong suat

BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 2.1 LINH KIỆN BÁN DẪN 2.1.1 Linh kiện bán dẫn Bán dẫn chất mà nhiệt độ bình thường có độ dẫn điện chất dẫn điện chất cách điện Hiện nay, bán dẫn thường dùng Silic, Silic tinh khiết có cấu trúc tinh thể bền vững Ở nhiệt độ thấp, khơng có điện tích tự Vì thế, Silic tinh khiết hoạt động chất cách điện 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Hình 2.1 Bán dẫn Lớp tiếp xúc PN vùng bán dẫn mà vùng dẫn điện loại P chuyển thành loại N Tiếp PN thành phần để tạo nên linh kiện bán dẫn 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Hình 2.2 Tiếp giáp PN Đặc tuyến V-A biểu diễn quan hệ dòng điện qua hai cực linh kiện điện áp đặt cực Các giá trị điện áp dịng điện hiểu giá trị áp dòng DC khơng đổi 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 2.1.2 Phân loại Linh kiện bán dẫn Các linh kiện bán dẫn công suất lãnh vực điện tử cơng suất có hai chức bản: đóng ngắt dịng điện qua Trạng thái linh kiện dẫn điện (đóng) trạng thái linh kiện có tác dụng điện trở bé (gần khơng) Độ lớn dịng điện qua linh kiện phụ thuộc trạng thái mạch điện lúc linh kiện đóng độ sụt áp linh kiện nhỏ không đáng kể (tối đa khoảng vài volt) 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Trạng thái linh kiện khơng dẫn điện (ngắt dịng điện) trạng thái linh kiện có tác dụng mạch điện trở lớn Dòng điện qua linh kiện có độ lớn khơng đáng kể; độ lớn điện áp đặt lên linh kiện phụ thuộc vào trạng thái hoạt động mạch điện bên ngồi Do đó, linh kiện bán dẫn hoạt động với hai chế độ làm việc đóng ngắt dịng điện xem lý tưởng trạng thái dẫn điện có độ sụt áp không trạng thái không dẫn điện, dịng điện qua khơng 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Các linh kiện bán dẫn cơng suất, theo chức đóng ngắt dòng điện theo khả điều khiển chức này, chia làm nhóm chính: − Nhóm một: gồm linh kiện khơng điều khiển diode, diac; − Nhóm hai: gồm linh kiện điều khiển kích đóng thyristor, triac; − Nhóm ba: gồm linh kiện khiển kích ngắt transistor (BJT, MOSFET, IGBT), GTO 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 2.1.3 Đặc tính linh kiện bán dẫn công suất Linh kiện công suất bán dẫn dùng Điện tử công suất hoạt động chế độ chuyển mạch (chế độ đóng ngắt) Các linh kiện công suất hoạt động chế độ chuyển mạch có đặc tính sau: − Tốc độ chuyển mạch nhanh − Giảm thiểu công suất tiêu tán − Cho phép điều khiển tải nặng (dòng tải lớn hay điện trở tải nhỏ) − Các linh kiện công suất thông dụng là: Diode, Transistor, Mosfet, SCR, TRIAC, GTO, SCS, IGBT, MCT… 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Đặc tuyến chuyển mạch biểu diễn từ trạng thái tắt (off) sang trạng thái dẫn (on) từ trạng thái dẫn (on) sang trạng thái ngưng (off) Do tính chất chất bán dẫn nên chuyển mạch xuất tổn thất điện q trình Trường hợp cơng tắc lý tưởng (Vf =0): 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Năng lượng thất thoát thời gian chuyển từ off sang on bằng: t swon Wswon =  pdt = VIt swon (2.1) Năng lượng thất thoát thời gian chuyển từ on sang off: t swoff Wswoff =  pdt = VIt swoff 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí (2.2) BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Năng lượng thất thoát tổng cộng chu kỳ chuyển mạch: Wsw = Wswon + Wswoff = VI  t swon + t swoff  (2.3) Năng lượng thất thoát thời gian chuyển từ on sang off: t swoff Wswoff =  pdt = VIt swoff 9/4/2018 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí (2.2) 10 ... chân phân bố sau: Hình 2. 10 Một số dạng transistor cơng suất Ví dụ 1: A1015, B688, 2SA671, 2SB Ví dụ 2: C1815, D468, 2SC2383, 2SD 9/4 /20 18 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí 24 BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG... + t swoff  (2. 6) 3? ?2  Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí 14 BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 2. 2 DIODE 2. 2.1 Cấu tạo chức Diode công suất linh kiện bán... Diode rỉ 9/4 /20 18 Thực hiện: ThS Đỗ Đức Trí 21 BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 2. 3 BJT (Bipolar Junction Transistor) 2. 3.1 Cấu tạo chức Hình 2. 8 Cấu