晶体管有线性和开关两种工作方式。当只需要导通和关断作用时采用开关工作方式。gtr主要应用于开关工作方。
① 开关响应特性
开关工作方式下,用一定的正向基极电流ib1去驱动gtr导通,而用另一反向基极电流ib2迫使gtr关断,由于gtr不是理想开关,故在开关过程中总存在着一定的延时和存储时间。
延迟时间td:加入ib1以后一段时间里,ic仍保持为截止状态时的很小电流直到ic上升到0.1i cs。
上升时间tr:ic不断上升,直到ic=ics, gtr进入饱和状态。tr指ic从0.1ics上升到0.9ics所需要的时间。 开通时间ton:延迟时间td和上升时间tr之和。即ton=td+tr
电力晶体管的特性
当基极电流突然从正向ib1变为反向ib2时,gtr的集电极电流ic并不立即减小,仍保持ics,而要经过一段时间才下降。
存储时间ts:把基极电流从正向ib1变为反向ib2时,ic下降到0.9ics所需的时间。
下降时间tf:ic继续下降,ic从0.9ics下降到0.1ics所需的时间。
此后,ic继续下降,一直到接近反向饱和电流为止,这时gtr完全恢复到截止状态。
gtr的关断时间toff:存储时间ts和下降时间tf之和,即
toff=ts+tf
gtr的开关时间对它的应用有较大的影响,选用gtr时,应注意其开关频率。应使输入脉冲持续时间大于gtr开关时间。
改善措施
为了使gtr快速导通,缩短开通时间ton,驱动电流必须具有一定幅值,前沿较陡的正向驱动电流,可加速gtr的导通;为加速gtr关断,缩短关断时间toff,驱动电流必须具有一定幅值的反向驱动电流,过冲的负向驱动电流,可缩短关断时间。
gtr晶体管的主要参数
(1) gtr的电流放大倍数β值:β定义为晶体管的集电极电流变化率和基极电流变化率之比。
(2) gtr的反向电流:gtr的反向电流会消耗一部分电源能量,会影响管子的稳定性。常希望反向电流尽可能小。反向电流有icbo、iceo和iebo。
(3) gtr的反向击穿电压:gtr的反向击穿电压决定管子承受外加电压的上限。有u(br)ebo、u(br)cbo、u(br)ceo
(4) gtr的极限参数:集电极允许流过的最大电流icm,集电极最大允许耗散功率pcm,最大允许结温tjm和击穿电压。