電力晶體管的工作原理與結構介紹

電力晶體管(英文：Giant Transistor，簡稱GTR)是是一種耐高電壓、大電流的雙極結型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT)，所以有時也稱為Power BJT;具有自關斷能力，并有開關時間短、飽和壓降低和安全工作區寬等優點。下面將介紹其的結構外形、原理以及特點：

1.結構

電力晶體管(Giant Transistor)簡稱GTR又稱BJT(Bipolar Junction Transistor)，GTR和BJT這兩個名稱是等效的，結構和工作原理都和小功率晶體管非常相似。電力晶體管由三層半導體、兩個PN結組成。和小功率三極管一樣，有PNP和NPN兩種類型，電力晶體管通常多用NPN結構。結構外形與等效迪那路圖如圖1、圖2所示：

圖1 結構與外形圖

圖2 等效電路圖

2.工作原理

在電力電子技術中，電力晶體管主要工作在開關狀態。通常工作在正偏(Ib>0)時大電流導通;反偏(Ib<0=時處于截止狀態。因此，給電力晶體管的基極施加幅度足夠大的脈沖驅動信號，它將工作于導通和截止的開關狀態。

圖3 正向導通電路圖

在應用中，電力晶體管一般采用共發射極接法，如圖3所示。集電極電流ic與基極電流ib的比值為：

β=ic/ib (1)

式中，β稱為電力晶體管的電流放大系數，它反映出基極電流對集電極電流的控制能力。

考慮漏電流Iceo時，Ic和Ib的關系為：

ic=βib+Iceo (2)

單管電力晶體管的β值比小功率的晶體管小得多，通常為10左右。采用達林頓接法可有效增大電流增益。

3.特點

3.1輸出電壓

可以采用脈寬調制方式，故輸出電壓為幅值等于直流電壓的強脈沖序列。

3.2輸出轉矩

因為電流中高次諧波的成分較大，故在50Hz時，電動機軸上的輸出轉矩與工頻運行時相比，略有減小。

3.3載波頻率

由于電力晶體管的開通和關斷時間較長，故允許的載波頻率較低，大部分變頻器的上限載波頻率約為1.2～1.5kHz左右。

3.4電流波形

因為載波頻率較低，故電流的高次諧波成分較大。這些高次諧波電流將在硅鋼片中形成渦流，并使硅鋼片相互間因產生電磁力而振動，并產生噪音。又因為載波頻率處于人耳對聲音較為敏感的區域，故電動機的電磁噪音較強。

以上就是個電力晶體管的工作原理與結構、特點介紹了。由于電力晶體管實現了高頻化、模塊化、廉價化，因此被廣泛用于交流電機調速、不停電電源和中頻電源等電力變流裝置中，并且將在中小功率應用方面取代傳統的晶閘管。?

〔壹芯微〕國內功率半導體制造廠商，主營各類貼片與直插，二極管、三極管、MOS(場效應管)、可控硅、三端穩壓管、整流橋，IC(集成電路)；參數達標，質量保障，工廠直銷(價省20%)，免費送樣，選型替代，技術支持，專業售后，如需了解產品詳情或最新報價，歡迎咨詢官網在線客服。

手機號/微信：13534146615

QQ：2881579535(點擊可咨詢)