电力晶体管和双极型晶体管三极管的区别

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四、GTR的主要参数
1、 电压参数
(1) 最高电压额定值  最高集电极电压额定值是指集电极的击穿电压值,它不仅因器件不同而不同,而且会因外电路接法不同而不同。击穿电压有:①   BUCBO为发射极开路时,集电极-基极的击穿电压。② BUCBO为基极开路时,集电极-发射极的击穿电压。③ BUCES为基极-射极短路时,集电极-发射极的击穿电压。④ BUCER为基极-发射极间并联电阻时,集电极-发射极的击穿电压。并联电阻越小,其值越高。⑤ BUCEX为基极-发射极施加反偏压时,集电极-发射极的击穿电压。  
各种不同接法时的击穿电压的关系如下: 
 BUCBO&BUCEX&BUCES&BUCER&BUCEO  为了保证器件工作安全,GTR的最高工作电压UCEM应比最小击穿电压BUCEO低。(2)饱和压降UCES  处于深饱和区的集电极电压称为饱和压降,在大功率应用中它是一项重要指标,因为它关系到器件导通的功率损耗。单个GTR的饱和压降一般不超过1~1.5V,它随集电极电流ICM的增加而增大。
2、 电流参数(1) 集电极连续直流电流额定值IC  集电极连续直流电流额定值是指只要保证结温不超过允许的最高结温,晶体管允许连续通过的直流电流值。(2)集电极最大电流额定值ICM  集电极最大电流额定值是指在最高允许结温下,不造成器件损坏的最大电流。超过该额定值必将导致晶体管内部结构的烧毁。在实际使用中,可以利用热容量效应,根据占空比来增大连续电流,但不能超过峰值额定电流。(3)基极电流最大允许值IBM  基极电流最大允许值比集电极最大电流额定值要小得多,通常IBM=(1/10~1/2)ICM,而基极发射极间的最大电压额定值通常只有几伏。
3、 其他参数(1)最高结温TJM  最高结温是指出正常工作时不损坏器件所允许的最高温度。它由器件所用的半导体材料、制造工艺、封装方式及可靠性要求来决定。塑封器件一般为120℃~150℃,金属封装为150℃~170℃。为了充分利用器件功率而又不超过允许结温,GTR使用时必须选配合适的散热器。(2)最大额定功耗PCM  最大额定功耗是指GTR在最高允许结温时,所对应的耗散功率。它受结温限制,其大小主要由集电结工作电压和集电极电流的乘积决定。一般是在环境温度为25℃时测定,如果环境温度高于25℃,允许的PCM值应当减小。由于这部分功耗全部变成热量使器件结温升高,因此散热条件对GTR的安全可靠十分重要,如果散热条件不好,器件就会因温度过高而烧毁;相反,如果散热条件越好,在给定的范围内允许的功耗也越高。
4、 二次击穿与安全工作区(1)二次击穿现象  二次击穿是GTR突然损坏的主要原因之一,成为影响其是否安全可靠使用的一个重要因素。前述的集电极-发射极击穿电压值BUCEO是一次击穿电压值,一次击穿时集电极电流急剧增加,如果有外加电阻限制电流的增长时,则一般不会引起GTR特性变坏。但不加以限制,就会导致破坏性的二次击穿。二次击穿是指器件发生一次击穿后,集电极电流急剧增加,在某电压电流点将产生向低阻抗高速移动的负阻现象。一旦发生二次击穿就会使器件受到永久性损坏。(2) 安全工作区(SOA)
GTR在运行中受电压、电流、功率损耗和二次击穿等额定值的限制。为了使GTR安全可靠地运行,必须使其工作在安全工作区范围内。安全工作区是由GTR的二次击穿功率PSB、集射极最高电压UCEM、集电极最大电流ICM和集电极最大耗散功率PCM等参数限制的区域,如图4的阴影部分所示。  安全工作区是在一定的温度下得出的,例如环境温度25℃或管子壳温75℃等。使用时,如果超出上述指定的温度值,则允许功耗和二次击穿耐能都必须降低额定使用。
五、GTR的驱动和保护电路
1、 GTR驱动电路的设计要求  GTR基极驱动方式直接影响其工作状态,可使某些特性参数得到改善或变坏,例如,过驱动加速开通,减少开通损耗,但对关断不利,增加了关断损耗。驱动电路有无快速保护功能,则是GTR在过压、过流后是否损坏的重要条件。GTR的热容量小,过载能力差,采用快速熔断器和过电流继电器是根本无法保护GTR的。因此,不再用切断主电路的方法,而是采用快速切断基极控制信号的方法进行保护。这就将保护措施转化成如何及时准确地测到故障状态和如何快速可靠地封锁基极驱动信号这2个方面的问题。
(1) 设计基极驱动电路考虑的因素  设计基极驱动电路必须考虑的3个方面:优化驱动特性、驱动方式和自动快速保护功能。① 优化驱动特性优化驱动特性就是以理想的基极驱动电流波形去控制器件的开关过程,保证较高的开关速度,减少开关损耗。优化的基极驱动电流波形与GTO门极驱动电流波形相似。② 驱动方式  驱动方式按不同情况有不同的分类方法。在此处,驱动方式是指驱动电路与主电路之间的连接方式,它有直接和隔离2种驱动方式:直接驱动方式分为简单驱动、推挽驱动和抗饱驱动等形式;隔离驱动方式分为光电隔离和电磁隔离形式。③ 自动快速保护功能  在故障情况下,为了实现快速自动切断基极驱动信号以免GTR遭到损坏,必须采用快速保护措施。保护的类型一般有抗饱和、退抗饱和、过流、过压、过热和脉冲限制等。
(2) 基极驱动电路  GTR的基极驱动电路有恒流驱动电路、抗饱和驱动电路、固定反偏互补驱动电路、比例驱动电路、集成化驱动电路等多种形式。恒流驱动电路是指其使GTR的基极电流保持恒定,不随集电极电流变化而变化。抗饱和驱动电路也称为贝克箝位电路,其作用是让GTR开通时处于准饱和状态,使其不进入放大区和深饱和区,关断时,施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗。固定反偏互补驱动电路是由具有正、负双电源供电的互补输出电路构成的,当电路输出为正时,GTR导通;当电路输出为负时,发射结反偏,基区中的过剩载流子被迅速抽出,管子迅速关断。比例驱动电路是使GTR的基极电流正比于集电极电流的变化,保证在不同负载情况下,器件的饱和深度基本相同。集成化驱动电路克服了上述电路元件多、电路复杂、稳定性差、使用不方便等缺点。具有代表性的器件是THOMSON公司的UAA4003和三菱公司的M57215BL。  ①GTR的驱动电路种类很多,下面介绍一种分立元件GTR的驱动电路,如图5所示。电路由电气隔离和晶体管放大电路两部分构成。电路中的二极管VD2和电位补偿二极管VD3组成贝克箝位抗饱和电路,可使GTR导通时处于临界饱和状态。当负载轻时,如果V5的发射极电流全部注入V,会使V过饱和,关断时退饱和时间延长。有了贝克电路后,当V过饱和使得集电极电位低于基极电位时,VD2就会自动导通,使得多余的驱动电流流入集电极,维持Ubc&0。这样,就使得V导通时始终处于临界饱和。图中的C2为加速开通过程的电容,开通时,R5被C2短路。这样就可以实现驱动电流的过冲,同时增加前沿的陡度,加快开通。另外,在V5导通时C2充电,充电的极性为左正右负,为GTR的关断做做准备。当V5截止V6导通时,C2上的充电电压为V管的发射结施加反电压,从而GTR迅速关断。
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我尝试着用外行人也能看懂的语言来答这个问题。首先呢要给电子管和晶体管排一下辈分。电子管是爷爷,晶体管是孙儿。这爷孙儿和电子学的发展史分不开家的。为什么说电子管是爷爷呢,这个故事就要从爷爷的时代开始讲起了。在一百年前,玩收音机是一件很酷炫的事情。酷炫到什么程度呢,就和现在知乎上的软件大牛们在那里谈笑风生差不多。那是电子学的启蒙时代。用过收音机的人都知道,只要你不是被困在钢筋水泥笼子里,基本都能收到本地的还有省里的几个台,用个好点的收音机甚至能收到几十个台的信号。听过晚饭后的评书,晚上两三点再调到其他台听鬼故事,那叫一个带劲。这里来了一个问题了。每个电台都有一个专门的频道。用专业点的话来说,就是xxx“频率”。不同频率的电台信号都是混在一起在空气里传播的。就像熊孩子在自家门前的大街上撒野时,除了他妈妈喊他回家吃饭的声音以外,还有各种收破烂的、打酱油的、搓麻将的声音一样。娘亲喊你你装做听不见就不是好孩子了。一个好的收音机,当你调到说书的节目后,怎么可以混着个低半调两个半疗程包治百病的神药健康讲座呢。听说书,不要健康讲座的这个过程,我们用专业点的话来讲,叫“检波”。一百年多前的收音机那是相当坑爹,检波用的是方铅矿石。这是怎么一番景象呀,你可以想象一下在一块破石头上缠了一大卷的细铜线,然后还不一定能听得清楚。就像以前的电视机一样,看着看着就花了,上去使劲揣一巴掌又会变好一样,最早的矿石收音机用起来简直是一门玄学。后来人们把石头换成了空心圆筒上面整齐地绕着线的线筒,这样一改进以后调台已经不是一门玄学了,但是还是有一个很大的问题,这时的收音机都只能靠空气中的电磁波能量来发出声音,插座里有电但是使不上劲,因为这货还没有先进到能长出个电源插头出来啊。空气里面的电磁波能量是相当弱的的,您离电台近的话,兴许能推动一个或者几个耳机的样子。要是外放的话,那是不可能的事情了。离广播电台远些,基本是啥都听不到。就像熊孩子跑得太远了,他妈妈要让他听到回家吃饭的呼喊,有什么办法呢,大声吼呗。熊孩子要听到他娘亲的声音,竖起耳朵呀。这时候我们的爷爷辈电子管就出场了。有了电子管这东西,相当于熊孩子他妈有了个插电的大声公,这声音嘿呀四百里外地儿都能听见。熊孩子有了顺风耳,五百尺外蚊子飞过都能听得清清楚楚。离得远的能听见,离得近的不费力气就能听得更清楚,实在是给力多了。这时候开始出现了商业化的电台,能够听新闻联播一类的东西了,不过发生的地点是在美国。电子管最主要的用途,就是将小的电信号弄成一大的。除了用在广播电台和收音机上,还有一个功能,就是外放。既然能把小信号放大,那调教一番,将收音机插上电,自然也可以将凑到像耳机那么近的才能听到的声音放大,然后用喇叭外放出来啦。把收音机这类无线电的功能不要了,只用来放音乐,那也是极好的。貌似到这里故事就结束了,可是您先别急,这电子管是很好,但是也有不少的问题呐。估计现在很少人知道电子管长什么样了,大概就是一玻璃罩子,里面装着几片金属箔片,再把里面抽真空了,这管子就成了。这听上去就特别不靠谱,现在的手机都用上什么大狒狒玻璃了,依旧是摔一把就脆了,更何况当年没这灵长类动物玩儿的玻璃呢。还有真空的事情,一漏气里面就糊了,真是伤脑筋。除了特别娇贵以外,这真空管还有一个缺点,就是特别费电。这东西最早是爱迪生在折腾灯泡的时候捣鼓出来的(虽然他当时不知道有什么用),您要用这东西,就像他老人家折腾出来的白炽灯泡一样,得通电,等烧红了电子从金属箔片里面跑出来了才能来干活。所以后来就有了一个孙子辈的东西叫晶体管出场来接过爷爷的手艺活了。其实晶体管这名称已经是非常过时的了,也许你还听过一个名字叫三极管,但不管怎么样,这种说法都是不太准确的。当时之所以叫晶体管,是因为最主要的材料之一是晶体硅。当然了,人类的第一个晶体管是用锗而不是硅捣鼓出来的,这个大家都知道。但是从最初的双极型半导体三极管发展到现在,这“晶体管”的管子越做越小、性能越来越强大,里面掺入了非常多的东西。就像炸酱面的炸酱和面条的关系一样,单用“面条”来概括这东西,是不准确的。又扯远了,回到正题上,晶体管相比电子管,电子管能干的放大信号的活儿,晶体管也能干了。但是晶体管这东西,我刚才提过了,是在晶体硅上做出来的,这是什么一概念呢?您可以这样想,我买回来一大块硅锭,然后从上面掐下来绿豆那么大的小片,在上面像绣花一样折腾一回,就成了。这晶体管成了以后,可以直接封在一个金属管子里面,或者像现在常见的那样,直接用一坨塑料封起来。这东西,既不用烧红来用,然后一铁杯子相比玻璃杯子耐摔,那是再明显不过了。管子里面是不一定要保持真空的,您可以往里面充点氮气然后封住,或者直接用胶堵死就得了。青出于蓝而胜于蓝呀。电子管和晶体管放在一起,就好比熊孩子和乖孩子,一个聪明但是贪玩,要老爸用鸡毛掸子守着才会认真去写作业;一个虽然一开始脑袋不太灵光,但只要家长唤一声就自觉坐下来学习了。虽然这道理有点怪怪的,但您明白意思就好,别较真。写到这里就差不多了,谢谢各位耐心读完。这是电子学的启蒙时代和黄金时代前夜的电子管和晶体管的一些小事情。对于二者来说,最重要的用途其实都是一样的:用来放大电信号。区别就在于工作原理不一样,还有这种差异带来的使用成本。如果大家觉得这个答案不错的话,请点个赞,我会以科普文形式另开题继续更新计算机时代的东西。
电子管与晶体管都具有单向导电性,利用这种特性可以完成一些特定的逻辑,也正是这些逻辑单元构成了电子计算机的基础。举两个最简单的例子:二极管与门电路二极管或门电路二极管或门电路虽然两者都具有单向导电性,但是原理并不相同。虽然两者都具有单向导电性,但是原理并不相同。电子管的阳极与阴极断开,类似电池组的正负两极。阴极处有一个加热灯丝,工作时灯丝开始发热加热阴极,当阴极原子被加热到激态,阴极开始向阳极发射电子,电路导通。反之向阳极加电压时,并不能使电路导通,从而得到了单向导电性。晶体管由P型半导体与N型半导体相连组成,P型半导体是由纯净的四价元素掺杂三价元素制成,含较多带正电的载流子——空穴;N型半导体由纯净的四价元素掺杂五价元素制成,含较多带负电的载流子——电子。但是这二者单独来说都是电中性的,两者相连后由于扩散作用,P型半导体的正电荷载流子一部分去了N型那边,同样N型半导体的负电荷载流子一部分去了P型那边。这样在连接处就形成了PN结,一方带正电一方带负电,形成了内电场,这样的一个电场就阻止了空穴与电子的进一步扩散。当晶体管外接正电压或负电压时,就会导致PN结变宽或变窄,从而形成更弱或更强的内电场,二极管从而导通或截止。这样就得到了单向导电性。从原理可以看出电子管的体积很难做的非常小,将阴极加热到激态也需要非常高的能耗,工作电压也很难降低。而晶体管在体积,能耗与工作电压方面都具有非常大的优势。所以晶体管在问世之后就逐渐取代了电子管在电子世界中的地位。电子管可以在音响、微波炉及人造卫星的高频发射机看见它的身影。电子管在高端的音响领域有很重要的作用,但是具体情况也不甚了解,懂行的同学可以科普一下。
李同学说的是逻辑功能,在电力系统中,晶体管及其衍生家族主要起电能变换功能。晶体管就是类似于开关,只要在控制端施加信号,就可以控制开通关断,并且一般来说都是输入功率(控制功率)很小,输出功率(主电路承载功率)很大,用于相应的拓扑结构可以整流、逆变、变频、斩波等,所以广泛应用在电力电子领域。一下优缺点来自维基晶体管因为有以下的优点,因此可以在大多数应用中代替真空管(电子管):没有因加热阴极而产生的能量耗损,应用真空管时产生的橙光是因为加热造成,有点类似传统的灯泡。体积小,重量低,因此有助于电子设备的小型化。工作电压低,只要用电池就可以供应。在供电后即可使用,不需加热阴极需要的预热期。可透过半导体技术大量的生产。晶体管也有以下的限制:硅晶体管会老化及失效高功率,高频的应用中(例如电视广播),因真空管中的真空有助提升电子迁移率,效果会比晶体管要好。固体电子元件在应用时比较容易静电放电。
可能都没有回答在点子上:他们的用途可以一致,晶体三极管能做的,差不多电子三极管也能做,譬如放大,驱动。区别是,电子三极管的输入阻抗非常高(如果FET并不算在内),也就是说对弱信号灵敏度高,而电子三极管由于作为真空导电器件,效率相当低下,并且无法实现小型化……电子三极管最小是铅笔管,但是它的大小依然有花生米大,而晶体三极管可以在指甲盖大小的面积上做数亿个……这就是区别
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电力双极型晶体管
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晶体管和二级管是一回事吗
  不完全是。  严格意义上讲,晶体管泛指一切以半导体材料为基础的单一元件,包括各种半导体材料制成的二极管、三极管、场效应管、可控硅等。晶体管有时多指晶体三极管。  晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。  二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。
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(比如,当然和二极管不是一回事:晶体管放大电路。所以利用半导体材料可以制造二极管,按一般理解。在很多书上人们将半导体三极管简称为“晶体管”,就是三极管放大电路)一般没有人将二极管这样简称、场效应管等多种器件、三极管,晶体管是指三极管
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其他2条回答
晶体管 也就是 双极性晶体管不是,有三个极,俗称三级管
二极管是晶体管的一种,他们不是一回事,是属于关系。
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