电力晶体管GTR的工作原理及开关特性详解

电力晶体管的工作原理

电力晶体管（Giant Transistor—GTR），是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有时也称为Power BJT。但其驱动电路复杂，驱动功率大。

GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。

在电力电子技术中，GTR主要工作在开关状态。GTR通常工作在正偏(Ib>0)时大电流导通；反偏(Ib<0=时处于截止状态。因此，给GTR的基极施加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关状态。

电力晶体管GTR的开关特性详解

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

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。