GTR是一種電流控制的雙極雙結(jié)大功率、高反壓電力電子器件，具有自關(guān)斷能力，產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)70年代，其額定值已達(dá)1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具備晶體管飽和壓降低、開關(guān)時(shí)間短和安全工作區(qū)寬等固有特性，又增大了功率容量，因此，由它所組成的電路靈活、成熟、開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短，在電源、電機(jī)控制、通用逆變器等中等容量、中等頻率的電路中應(yīng)用廣泛。GTR的缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電流較大、耐浪涌電流能力差、易受二次擊穿而損壞。在開關(guān)電源和UPS內(nèi)，GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT所代替。

電力晶體管電路分析

圖6-21所示為三相橋式PWM逆變電路，功率開關(guān)器件為GTR，負(fù)載為電感性。從電路結(jié)構(gòu)上看，三相橋式PWM變頻電路只能選用雙極性控制方式，其工作原理如下：

三相調(diào)制信號(hào)urU、urV和urW為相位依次相差120°的正弦波，而三相載波信號(hào)是公用一個(gè)正負(fù)方向變化的三角形波uc，如圖6-23所示。U、V和W相自關(guān)斷開關(guān)器件的控制方法相同，現(xiàn)以U相為例：在urU》uc的各區(qū)間，給上橋臂電力晶體管V1以導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而給下橋臂V4以關(guān)斷信號(hào)，于是U相輸出電壓相對(duì)直流電源Ud中性點(diǎn)N’為uUN’ =Ud/2。在urU《uc的各區(qū)間，給V1以關(guān)斷信號(hào)，V4為導(dǎo)通信號(hào)，輸出電壓uUN’ =-Ud/2。電路中VD1～VD6二極管是為電感性負(fù)載換流過程提供續(xù)流回路，其它兩相的控制原理與U相相同。三相橋式PWM變頻電路的三相輸出的PWM波形分別為uUN‘、uVN’和uWN‘。

電力晶體管緩沖電路

電力晶體管的緩沖電路（也稱吸收電路）

作用：降低浪涌電壓、減少器件的開關(guān)損耗、避免器件的二次擊穿、抑制電磁干擾、減少du/dt、di/dt的影響以及提高電路的可靠性。

為了避免同時(shí)出現(xiàn)電壓和電流的最大值，應(yīng)分別考慮開啟緩沖與關(guān)斷緩沖的設(shè)置，以減少器件的開關(guān)耗損。

（1）關(guān)斷緩沖電路

關(guān)鍵是加入緩沖電容。限制du/dt，因此，不會(huì)出現(xiàn)集電極電壓與集電極電流同時(shí)為最大的情況，因而不會(huì)出現(xiàn)最大瞬時(shí)尖峰功耗。書上圖2-21所示。

電容量越大，瞬時(shí)關(guān)斷損耗越小。

（2）開通緩沖電路

開通時(shí)的關(guān)鍵因素是di/dt，常采用串聯(lián)電感的方法進(jìn)行緩沖。因此，不會(huì)出現(xiàn)集電極電壓與集電極電流同時(shí)為最大的情況，因而不會(huì)出現(xiàn)最大瞬時(shí)尖峰功耗。書上圖2-22所示。

電感量越大，開通損耗越小。

（3）復(fù)合緩沖電路

將關(guān)斷緩沖電路與開通緩沖電路結(jié)合在一起。

雙極型功率晶體管的緩沖電路

gtr的緩沖器常采用阻容rcd的吸收網(wǎng)絡(luò)

此處電阻r應(yīng)選用電感量較小的電阻，c應(yīng)選用低串聯(lián)電阻、電感小且頻率特性好的電容。 雙極型功率晶體管的緩沖電路，未加緩沖電路時(shí)，在開通和關(guān)斷過程中的某一時(shí)刻，會(huì)出現(xiàn)集電極電壓uc和集電極電流ic同時(shí)達(dá)到最大值的情況。這時(shí)瞬時(shí)開關(guān)損耗也最大。

采用開通和關(guān)斷緩沖電路，其負(fù)載線軌跡如圖 （c）的實(shí)線所示。

緩沖電路所以能夠減小開關(guān)器件的開關(guān)損耗，是因?yàn)榘验_關(guān)損耗由器件本身轉(zhuǎn)移至緩沖電路內(nèi)，根據(jù)這些被轉(zhuǎn)移的能量如何處理，引出了兩類緩沖電路：

一類是耗能式緩沖電路，即轉(zhuǎn)移至緩沖器的開關(guān)損耗能量消耗在電阻上，這種電路簡(jiǎn)單，但效率低；

另一類是饋能式緩沖電路，即將轉(zhuǎn)移至緩沖器的開關(guān)損耗能量以適當(dāng)?shù)姆绞皆偬峁┙o負(fù)載或回饋給供電，這種電路效率高但電路復(fù)雜。