CHƯƠNG 1
DỤNG CỤ BÁN DẪN CÔNG SUẤT
Điốt công suất
Transistor công suất
Thyristor
Triac


GIỚI THIỆU VỀ BÁN DẪN
Pha thêm nguyên tố nhóm V
(lớp ngoài cùng có 5 điện tử),
4 điện tử sẽ ghép với điện tử
lớp ngoài của nguyên tố Si chỉ
còn lại 1 điện tử. Điện tử này
dễ bị tách khỏi lớp ngoài của
nguyên tố nhóm V để trở
thành điện tử tự do di chuyển
trong cấu trúc tinh thể.
Bán dẫn loại n


GIỚI THIỆU VỀ BÁN DẪN (tiếp)
Pha thêm nguyên tố nhóm III
(lớp ngoài cùng có 3 điện tử
tự do), chúng sẽ ghép với điện
tử lớp ngoài của nguyên tố Si
kết quả xuất hiện lỗ trống bên
trong cấu trúc tinh thể, nó có
khả năng nhận thêm một điện
tử.


điện thuận đến khi điện áp rơi trên điốt xác lập.
- Thời gian phục hồi ngược t rr tính từ lúc bắt đầu xuất
hiện điện áp ngược đến khi dòng điện rò xác lập


ĐIỐT CÔNG SUẤT (tiếp)
Ví dụ quá trình chuyển trạng thái từ dẫn sang khóa

a) Quá trình quá độ không dao động
b) Quá trình quá độ có dao động tắt dần


ĐIỐT CÔNG SUẤT (tiếp)
Hình ảnh điốt công suất
Điốt kép MUR3060 của hãng Motorola

I F = 30 A VRRM = 600V VF = 1.12V
trr = 35 − 60ns


TRANSISTOR CÔNG SUẤT
Giới thiệu

BJT

MOSFET


TRANSISTOR CÔNG SUẤT - BJT
Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

Chế độ hoạt động băm xung
Tốc độ chuyển trạng thái là
yếu tố quan trọng.
t ri thời gian đi lên của iC
t fi thời gian đi xuống của iC
t s thời gian phục hồi
t d thời gian trễ
t on thời gian BJT chuyển
trạng thái dẫn
t off thời gian BJT chuyển
trạng thái khóa


TRANSISTOR CÔNG SUẤT – BJT (tiếp)
Hình ảnh BJT
2N5038 của hãng ON, loại BJT npn

I B max = 5 A

I C max = 20 A(cont ) / 30 A( pul )

VCE 0 = 90V Ploss max = 140W
BUF410A của hãng ST, loại BJT npn

I B max = 3 A

I C max = 15 A(cont ) / 30 A( pul )

VCE 0 = 250V Ploss max = 125W


Đặc tính đóng mở của MOSFET cũng tương đối giống
như BJT tuy nhiên do cấu trúc có sự khác biệt nên thông
số ảnh hưởng đến chế độ hoạt động cũng tương đối khác.
Trong vùng tuyến tính, điện trở dẫn RDS ( on ) của MOSFET
không đổi. Từ đó xác định được áp rơi U DS và công suất
tổn hao Ploss

U DS = RDS ( on ) I D

Ploss = I D2 RDS ( on )


TRANSISTOR CÔNG SUẤT – MOSFET (tiếp)

Chế độ hoạt động băm xung (tiếp)
Tích hợp điốt ngược bên trong vỏ linh
kiện đối với MOSFET. Nó đóng vai trò
phần tử hoàn năng lượng khi
MOSFET chuyển trạng thái từ dẫn
sang khóa.
Tụ điện ký sinh giữa hai cực MOSFET
ảnh hưởng đến đặc tính đóng cắt của
phần tử, ảnh hưởng càng lớn khi tần
số đóng cắt càng lớn.


TRANSISTOR CÔNG SUẤT – MOSFET (tiếp)

Hình ảnh MOSFET
IRF634 của hãng International Rectifier,

- 1: Đoạn khóa thuận
- 2: Đoạn dẫn
- 3: Đoạn khóa ngược


THYRISTOR (tiếp)
Thông số điện cơ bản
- Dòng điện định mức dẫn I on
- Điện áp ngược cực đại U RBD
- Điện áp rơi trên thyristor khi dẫn U f
- Điện áp điều khiển U G
- Dòng điện điều khiển I G
- Tốc độ tăng dòng điện di / dt
- Tốc độ tăng điện áp dv / dt
- Dòng điện rò I r


THYRISTOR (tiếp)
Hình ảnh thyristor
Thyristor kép MSS40 của hãng ST

I F = 55 A
VFBD = 800V

di / dt = 50 A / µs

I G = 50mA
VG = 1.3V
dv / dt = 1000V / µs