IGBT模塊
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發(fā)射極電壓UE大于峰值電壓UP是雙基極二極管導(dǎo)通的必要條件。UP不是一個(gè)常數(shù)，而是取決于分壓比η和UBB的大小，即UP=ηUBB+0.7V。由于UP和UBB呈線性關(guān)系，所以可以得到穩(wěn)定的觸發(fā)電壓，又因峰點(diǎn)的電流很小，所以需要的觸發(fā)電流也很小。谷點(diǎn)電壓Uv是維持單結(jié)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)的最小電壓。不同的雙基極二極管的谷點(diǎn)電壓也不同，一般為2~5V。當(dāng)UE=Uv時(shí)，雙基極二極管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。由于雙基極二極管是一個(gè)負(fù)阻器件，每一個(gè)電流值都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的電壓值，但每一個(gè)電壓值則可能有不同的電流值。根據(jù)這一點(diǎn)，可在維持電壓不變的情況下，使電流產(chǎn)生躍變，就可以獲得較大的脈沖電流。
只有一個(gè)PN結(jié)作為發(fā)射極而有兩個(gè)基極的三端半導(dǎo)體器件，早期稱為雙基極二極管。其典型結(jié)構(gòu)是以一個(gè)均勻輕摻雜高電阻率的N型單晶半導(dǎo)體作為基區(qū),兩端做成歐姆接觸的兩個(gè)基極，在基區(qū)中心或者偏向其中一個(gè)極的位置上用淺擴(kuò)散法重?fù)诫s制成 PN結(jié)作為發(fā)射極(圖中)。當(dāng)基極B1和B2之間加上電壓時(shí)(圖中b)，電流從B2流向B1,并在結(jié)處基區(qū)對(duì)B1的電勢(shì)形成反偏狀態(tài)。如果將一個(gè)信號(hào)加在發(fā)射極上，且此信號(hào)超過原反偏電勢(shì)時(shí)，器件呈導(dǎo)電狀態(tài)。一旦正偏狀態(tài)出現(xiàn)，便有大量空穴注入基區(qū)，使發(fā)射極和B1之間的電阻減小，電流增大，電勢(shì)降低，并保持導(dǎo)通狀態(tài)，改變兩個(gè)基極間的偏置或改變發(fā)射極信號(hào)才能使器件恢復(fù)原始狀態(tài)。因此，這種器件顯示出典型的負(fù)阻特性(見圖c),特別適用于開關(guān)系統(tǒng)中的弛張振蕩器，可用于定時(shí)電路、控制電路和讀出電路。
單結(jié)晶體管的等效電路如上圖所示，發(fā)射極所接P區(qū)與N型硅棒形成的PN結(jié)等效為二極管D;N型硅棒因摻雜濃度很低而呈現(xiàn)高電阻，二極管陰極與基極B2之間的等效電阻為rB2，二極管陰極與基極B1之間的等效電阻為rB1;rB1的阻值受E-B1間電壓的控制，所以等效為可變電阻。判斷單結(jié)晶體管發(fā)射極E的方法是:把萬用表置于R*100擋或R*1K擋，黑表筆接假設(shè)的發(fā)射極，紅表筆接另外兩極，當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時(shí)，黑表筆接的就是單結(jié)晶體管的發(fā)射極。單結(jié)晶體管B1和B2的判斷方法是:把萬用表置于R*100擋或R*1K擋，用黑表筆接發(fā)射極，紅表筆分別接另外兩極，兩次測(cè)量中，電阻大的一次，紅表筆接的就是B1極。
雙基極二極管性能的好壞可以通過測(cè)量其各極間的電阻值是否正常來判斷。用萬用表R×1k檔，將黑表筆接發(fā)射極E，紅表筆依次接兩個(gè)基極(B1和B2)，正常時(shí)均應(yīng)有幾千歐至十幾千歐的電阻值。再將紅表筆接發(fā)射極E，黑表筆依次接兩個(gè)基極，正常時(shí)阻值為無窮大。雙基極二極管兩個(gè)基極(B1和B2)之間的正、反向電阻值均為2~10kΩ范圍內(nèi)，若測(cè)得某兩極之間的電阻值與上述正常值相差較大時(shí)，則說明該二極管已損壞。單結(jié)晶體管具有大的脈沖電流能力而且電路簡(jiǎn)單，因此在各種開關(guān)應(yīng)用中，在構(gòu)成定時(shí)電路或觸發(fā)SCR等方面獲得了廣泛應(yīng)用。它的開關(guān)特性具有很高的溫度穩(wěn)定性，基本上不隨溫度而變化。
單結(jié)晶體管組成的振蕩電路。所謂振蕩，是指在沒有輸入信號(hào)的情況下，電路輸出一定頻率、一定幅值的電壓或電流信號(hào)。當(dāng)合閘通電時(shí)，電容C上的電壓為零，管予截止，電源VBB通過電阻R對(duì)C充電，隨時(shí)間增長電容上電壓uC逐漸增大;一旦UEB1增大到峰點(diǎn)電壓UP后，管子進(jìn)入負(fù)阻 區(qū)，輸入端等效電阻急劇減小，使C通過管子的輸入回路迅速放電，iE隨之迅速減小，當(dāng)UEB1減小到谷點(diǎn)電壓Uv后，管子截止;電容又開始充電。上述過程 循環(huán)往返，只有當(dāng)斷電時(shí)才會(huì)停止，因而產(chǎn)生振蕩。)基極間電阻Rbb 發(fā)射極開路時(shí)，基極b1、b2之間的電阻，一般為2--10千歐，其數(shù)值隨溫度上升而增大。
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