7,IGBT-тран,стабилизация РТ

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 2
7.1 Биполярный транзистор с изолированным затвором – БТИЗ (IGBT)
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
БТИЗ называется полупроводниковый прибор, выполненный как сочетание входного полевого транзистора и выходного биполярного n-p-n транзистора.
Рис.1 Схема замещения полевого транзистора с индуцированным каналом по технологии вертикального канала (а) и его выходные вольт-амперные характеристики

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 3
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
Рис.3 Схема замещения IGBT (а) и его выходные вольт-амперные характеристики (б)
Рис.2 УГО IGBT
Sэ – эквивалентная крутизна БТИЗ

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 3
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 4
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
7.2 Питание цепи базы биполярного транзистора и температурная стабилизация рабочей точки
Рис.4 Схема питания цепи базы с фиксированным током базы
Недостаток данной схемы: не может работать в широком диапазоне температур, т. к. сопротивление эмиттерного перехода rэ очень сильно зависит от температуры.

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 5
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
.
.
Рис.5 Схема питания цепи базы с фиксированным напряжением базы
Данная схема в диапазоне температур работает лучше, чем схема с фиксированным током базы, однако для нормальной её работы необходима температурная стабилизация.

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 6
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
а) б) в)
Рис.6 Термостабилизация рабочей точки при помощи терморезистора (б) и полупроводникового диода (в)
При нагревании сопротивление терморезистора уменьшается, что приводит к общему уменьшению сопротивления включённых в параллель резисторов Rб`` и Rt. За счёт этого напряжение Uбэ будет уменьшаться, эмиттерный переход призапираться, и рабочая точка сохраняет своё положение на нагрузочной прямой.
При увеличении температуры сопротивление диодов в обратном включении будет уменьшаться за счёт термогенерации носителей заряда в полупроводнике. Общее сопротивление включённых параллельно резистора Rб`` и диода VD1 будет уменьшаться, что приведёт к уменьшению напряжения Uбэ, транзистор призапирается и рабочая точка сохраняет своё положение.

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 7
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
Рис.7 Термостабилизация рабочей точки при помощи ООС по постоянному напряжению
При увеличении температуры напряжение Uкэ уменьшается. Это уменьшение напряжения через цепь обратной связи (ОС), состоящую из Rб, передаётся на базу транзистора. Напряжение Uбэ уменьшается. Эмиттерный переход подзапирается, и рабочая точка сохраняет своё положение.

Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная электроника»
слайд 8
«Твердотельная электроника».
Курс лекций.
лекция7
При возрастании температуры увеличивается ток коллектора транзистора Iк, следовательно, и ток эмиттера Iэ. За счёт этого URбэ будет уменьшаться. Uбэ ↑ = URб`` - URэ ↑, так как URб`` = Const.
Эмиттерный переход призапирается, и рабочая точка сохраняет своё положение. Так как изменение напряжения на Rэ должно зависеть только от изменения температуры и не изменяться по закону переменной составляющей усиливаемого сигнала, резистор Rэ шунтируется конденсатором большой ёмкости, через который будет протекать переменная составляющая, а через Rэ будет протекать постоянная составляющая тока.
Рис.8 Термостабилизация рабочей точки при помощи ООС по постоянному току