《电力电子器》PPT课件

ESP training电 子 教 案第 1章 电 力 电 子 器 件 第 1章 电 力 电 子 器 件 引 言1.1 电 力 电 子 器 件 概 述1.2 不 可 控 器 件 电 力 二 极 管1.3 半 控 型 器 件 晶 闸 管1.4 典 型 全 控 型 器 件 1.5 其 他 新 型 电 力 电 子 器 件 1.6 电 力 电 子 器 件 的 驱 动 1.7 电 力 电 子 器 件 的 保 护 1.8 电 力 电 子 器 件 的 串 联 和 并 联 使 用 小 结 引 言 电 子 技 术 的 基 础 电 子 器 件 ： 晶 体 管 和 集 成 电 路 电 力 电 子 电 路 的 基 础 电 力 电 子 器 件 本 章 主 要 内 容 ：简 要 概 述 电 力 电 子 器 件 的 概 念 、 特 点 和 分 类 等 问 题介 绍 各 种 常 用 电 力 电 子 器 件 的 工 作 原 理 、 基 本 特 性 ,主 要 参 数 以 及 选 择 和 使 用 中 应 注 意 的 一 些 问 题 1.1 电 力 电 子 器 件 概 述1.1 电 力 电 子 器 件 概 述 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征 1.1.2 应 用 电 力 电 子 器 件 的 系 统 组 成 1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类 1.1.4 本 章 内 容 和 学 习 要 点 1.1 电 力 电 子 器 件 概 述1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征主 电 路 （ main power circuit） 电 气 设 备 或电 力 系 统 中 ， 直 接 承 担 电 能 的 变 换 或 控 制 任 务的 电 路电 力 电 子 器 件 （ power electronic device） 可 直 接 用 于 处 理 电 能 的 主 电 路 中 ， 实 现 电 能的 变 换 或 控 制 的 电 子 器 件 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征广 义 上 电 力 电 子 器 件 可 分 为 电 真 空 器 件 和 半 导 体器 件 两 类 。两 类 中 ， 自 20世 纪 50年 代 以 来 ， 真 空 管 仅 在频 率 很 高 （ 如 微 波 ） 的 大 功 率 高 频 电 源 中 还 在使 用 ， 而 电 力 半 导 体 器 件 已 取 代 了 汞 弧 整 流 器（ Mercury Arc Rectifier） 、 闸 流 管（ Thyratron） 等 电 真 空 器 件 ， 成 为 绝 对 主 力 。因 此 ， 电 力 电 子 器 件 目 前 也 往 往 专 指 电 力 半 导体 器 件 。电 力 半 导 体 器 件 所 采 用 的 主 要 材 料 仍 然 是 硅 。 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征同 处 理 信 息 的 电 子 器 件 相 比 ， 电 力电 子 器 件 的 一 般 特 征 ： (1) 能 处 理 电 功 率 的 大 小 ， 即 承 受 电压 和 电 流 的 能 力 ， 是 最 重 要 的 参 数其 处 理 电 功 率 的 能 力 小 至 毫 瓦 级 ， 大至 兆 瓦 级 , 大 多 都 远 大 于 处 理 信 息 的 电子 器 件 。 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征 (2) 电 力 电 子 器 件 一 般 都 工 作 在 开 关 状 态导 通 时 （ 通 态 ） 阻 抗 很 小 ， 接 近 于 短 路 ， 管 压 降 接近 于 零 ， 而 电 流 由 外 电 路 决 定阻 断 时 （ 断 态 ） 阻 抗 很 大 ， 接 近 于 断 路 ， 电 流 几 乎为 零 ， 而 管 子 两 端 电 压 由 外 电 路 决 定电 力 电 子 器 件 的 动 态 特 性 （ 也 就 是 开 关 特 性 ） 和 参数 ， 也 是 电 力 电 子 器 件 特 性 很 重 要 的 方 面 ， 有 些 时候 甚 至 上 升 为 第 一 位 的 重 要 问 题 。作 电 路 分 析 时 ， 为 简 单 起 见 往 往 用 理 想 开 关 来 代 替 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征 (3) 实 用 中 ， 电 力 电 子 器 件 往 往 需 要 由 信 息 电 子 电路 来 控 制 。在 主 电 路 和 控 制 电 路 之 间 ， 需 要 一 定 的 中 间 电 路对 控 制 电 路 的 信 号 进 行 放 大 ， 这 就 是 电 力 电 子 器件 的 驱 动 电 路 。(4)为 保 证 不 致 于 因 损 耗 散 发 的 热 量 导 致 器 件 温 度 过 高 而 损 坏 ， 不 仅 在 器 件 封 装 上 讲 究 散 热 设 计 ，在 其 工 作 时 一 般 都 要 安 装 散 热 器 。导 通 时 器 件 上 有 一 定 的 通 态 压 降 ， 形 成 通 态 损 耗 1.1.1 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征 阻 断 时 器 件 上 有 微 小 的 断 态 漏 电 流 流 过 ， 形 成 断态 损 耗 在 器 件 开 通 或 关 断 的 转 换 过 程 中 产 生 开 通 损 耗 和关 断 损 耗 ， 总 称 开 关 损 耗 对 某 些 器 件 来 讲 ， 驱 动 电 路 向 其 注 入 的 功 率 也 是造 成 器 件 发 热 的 原 因 之 一 通 常 电 力 电 子 器 件 的 断 态 漏 电 流 极 小 ， 因 而 通 态损 耗 是 器 件 功 率 损 耗 的 主 要 成 因 器 件 开 关 频 率 较 高 时 ， 开 关 损 耗 会 随 之 增 大 而 可能 成 为 器 件 功 率 损 耗 的 主 要 因 素 1.1.2 应 用 电 力 电 子 器 件 的 系 统 组 成1.1.2 应 用 电 力 电 子 器 件 的 系 统 组 成电 力 电 子 系 统 ： 由 控 制 电 路 、 驱 动 电 路 和 以 电 力电 子 器 件 为 核 心 的 主 电 路 组 成 图 1-1 电 力 电 子 器 件 在 实 际 应 用 中 的 系 统 组 成控 制 电 路 按 系 统 的 工 作 要 求 形 成 控 制 信 号 ， 通 过驱 动 电 路 去 控 制 主 电 路 中 电 力 电 子 器 件 的 通 或 断 ，来 完 成 整 个 系 统 的 功 能 控制电 路 检 测电 路 驱 动电 路 RL主 电 路 V1 V2 1.1.2 应 用 电 力 电 子 器 件 的 系 统 组 成 有 的 电 力 电 子 系 统 中 ， 还 需 要 有 检 测 电 路 。 广 义 上往 往 其 和 驱 动 电 路 等 主 电 路 之 外 的 电 路 都 归 为 控 制电 路 ， 从 而 粗 略 地 说 电 力 电 子 系 统 是 由 主 电 路 和 控制 电 路 组 成 的 。 主 电 路 中 的 电 压 和 电 流 一 般 都 较 大 ， 而 控 制 电 路 的元 器 件 只 能 承 受 较 小 的 电 压 和 电 流 ， 因 此 在 主 电 路和 控 制 电 路 连 接 的 路 径 上 ， 如 驱 动 电 路 与 主 电 路 的连 接 处 ， 或 者 驱 动 电 路 与 控 制 信 号 的 连 接 处 ， 以 及主 电 路 与 检 测 电 路 的 连 接 处 ， 一 般 需 要 进 行 电 气 隔离 ， 而 通 过 其 它 手 段 如 光 、 磁 等 来 传 递 信 号 。 1.1.2 应 用 电 力 电 子 器 件 的 系 统 组 成 由 于 主 电 路 中 往 往 有 电 压 和 电 流 的 过 冲 ， 而 电 力 电 子器 件 一 般 比 主 电 路 中 普 通 的 元 器 件 要 昂 贵 ， 但 承 受 过电 压 和 过 电 流 的 能 力 却 要 差 一 些 ， 因 此 ， 在 主 电 路 和控 制 电 路 中 附 加 一 些 保 护 电 路 ， 以 保 证 电 力 电 子 器 件和 整 个 电 力 电 子 系 统 正 常 可 靠 运 行 ， 也 往 往 是 非 常 必要 的 。 器 件 一 般 有 三 个 端 子 （ 或 称 极 或 管 角 ） ， 其 中 两 个 联结 在 主 电 路 中 ， 而 第 三 端 被 称 为 控 制 端 （ 或 控 制 极 ） 。器 件 通 断 是 通 过 在 其 控 制 端 和 一 个 主 电 路 端 子 之 间 加一 定 的 信 号 来 控 制 的 ， 这 个 主 电 路 端 子 是 驱 动 电 路 和主 电 路 的 公 共 端 ， 一 般 是 主 电 路 电 流 流 出 器 件 的 端 子 。 1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类按 照 器 件 能 够 被 控 制 电 路 信 号 所 控 制 的 程度 ， 分 为 以 下 三 类 ： (1) 半 控 型 器 件 通 过 控 制 信 号 可 以 控 制其 导 通 而 不 能 控 制 其 关 断晶 闸 管 （ Thyristor） 及 其 大 部 分 派 生 器 件器 件 的 关 断 由 其 在 主 电 路 中 承 受 的 电 压 和 电 流决 定 1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类 (2) 全 控 型 器 件 通 过 控 制 信 号 既 可 控 制 其导 通 又 可 控 制 其 关 断 ， 又 称 自 关 断 器 件绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 （ Insulated-Gate Bipolar TransistorIGBT）电 力 场 效 应 晶 体 管 （ Power MOSFET， 简 称 为电 力 MOSFET）门 极 可 关 断 晶 闸 管 （ Gate-Turn-Off Thyristor GTO） 1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类(3) 不 可 控 器 件 不 能 用 控 制 信 号 来 控 制 其 通 断 ， 因 此 也 就 不 需 要 驱 动 电 路电 力 二 极 管 （ Power Diode） 只 有 两 个 端 子 ， 器 件 的 通 和 断 是 由 其 在 主 电 路 中承 受 的 电 压 和 电 流 决 定 的 按 照 驱 动 电 路 加 在 器 件 控 制 端 和 公 共 端 之 间 信 号的 性 质 ， 分 为 两 类 ：电 流 驱 动 型 通 过 从 控 制 端 注 入 或 者 抽 出 电 流来 实 现 导 通 或 者 关 断 的 控 制电 压 驱 动 型 仅 通 过 在 控 制 端 和 公 共 端 之 间 施加 一 定 的 电 压 信 号 就 可 实 现 导 通 或 者 关 断 的 控 制 1.1.3 电 力 电 子 器 件 的 分 类 电 压 驱 动 型 器 件 实 际 上 是 通 过 加 在 控 制 端 上 的 电 压在 器 件 的 两 个 主 电 路 端 子 之 间 产 生 可 控 的 电 场 来 改变 流 过 器 件 的 电 流 大 小 和 通 断 状 态 ， 所 以 又 称 为 场控 器 件 ， 或 场 效 应 器 件 按 照 器 件 内 部 电 子 和 空 穴 两 种 载 流 子 参 与 导 电 的情 况 分 为 三 类 ：单 极 型 器 件 由 一 种 载 流 子 参 与 导 电 的 器 件双 极 型 器 件 由 电 子 和 空 穴 两 种 载 流 子 参 与导 电 的 器 件复 合 型 器 件 由 单 极 型 器 件 和 双 极 型 器 件 集成 混 合 而 成 的 器 件 1.1.4 本 章 内 容 和 学 习 要 点 介 绍 各 种 器 件 的 工 作 原 理 、 基 本 特 性 、 主 要 参 数 以及 选 择 和 使 用 中 应 注 意 的 一 些 问 题 ， 然 后 集 中 讲 述电 力 电 子 器 件 的 驱 动 、 保 护 和 串 、 并 联 使 用 这 三 个问 题 。 最 重 要 的 是 掌 握 其 基 本 特 性 掌 握 电 力 电 子 器 件 的 型 号 命 名 法 ， 以 及 其 参 数 和 特性 曲 线 的 使 用 方 法 ， 这 是 在 实 际 中 正 确 应 用 电 力 电子 器 件 的 两 个 基 本 要 求 由 于 电 力 电 子 电 路 的 工 作 特 点 和 具 体 情 况 的 不 同 ，可 能 会 对 与 电 力 电 子 器 件 用 于 同 一 主 电 路 的 其 它 电路 元 件 ， 如 变 压 器 、 电 感 、 电 容 、 电 阻 等 ， 有 不 同于 普 通 电 路 的 要 求 1.2 不 可 控 器 件 电 力 二 极 管1.2 不 可 控 器 件 电 力 二 极 管 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 1.2.3 电 力 二 极 管 的 主 要 参 数 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型 1.2 不 可 控 器 件 电 力 二 极 管 Power Diode结 构 和 原 理 简 单 ， 工 作 可 靠 ，自 20世 纪 50年 代 初 期 就 获 得 应 用 快 恢 复 二 极 管 和 肖 特 基 二 极 管 ， 分 别 在 中 、高 频 整 流 和 逆 变 ， 以 及 低 压 高 频 整 流 的 场合 ， 具 有 不 可 替 代 的 地 位 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 基 本 结 构 和 工 作 原 理 与 信 息 电 子 电 路 中 的 二 极 管 一 样 以 半 导 体 PN结 为 基 础 由 一 个 面 积 较 大 的 PN结 和 两 端 引 线 以 及 封 装 组 成 的 从 外 形 上 看 ， 主 要 有 螺 栓 型 和 平 板 型 两 种 封 装 图 1-2 电 力 二 极 管 的 外 形 、 结 构 和 电 气 图 形 符 号 a) 外 形 b) 结 构 c) 电 气 图 形 符 号A K A Ka) I KA P NJb)c) 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 N型 半 导 体 和 P型 半 导 体 结 合 后 构 成 PN结 。 交 界 处 电子 和 空 穴 的 浓 度 差 别 ， 造 成 了 各 区 的 多 子 向 另 一 区 的扩 散 运 动 ， 到 对 方 区 内 成 为 少 子 ， 在 界 面 两 侧 分 别 留下 了 带 正 、 负 电 荷 但 不 能 任 意 移 动 的 杂 质 离 子 。 这 些不 能 移 动 的 正 、 负 电 荷 称 为 空 间 电 荷 。 空 间 电 荷 建 立的 电 场 被 称 为 内 电 场 或 自 建 电 场 ， 其 方 向 是 阻 止 扩 散运 动 的 ， 另 一 方 面 又 吸 引 对 方 区 内 的 少 子 （ 对 本 区 而言 则 为 多 子 ） 向 本 区 运 动 ， 即 漂 移 运 动 。 扩 散 运 动 和漂 移 运 动 既 相 互 联 系 又 是 一 对 矛 盾 ， 最 终 达 到 动 态 平衡 ， 正 、 负 空 间 电 荷 量 达 到 稳 定 值 ， 形 成 了 一 个 稳 定的 由 空 间 电 荷 构 成 的 范 围 ， 被 称 为 空 间 电 荷 区 ， 按 所强 调 的 角 度 不 同 也 被 称 为 耗 尽 层 、 阻 挡 层 或 势 垒 区 。 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 PN结 的 正 向 导 通 状 态 电 导 调 制 效 应 使 得 PN结 在 正 向 电 流 较 大 时 压 降 仍然 很 低 ， 维 持 在 1V左 右 ， 所 以 正 向 偏 置 的 PN结 表现 为 低 阻 态 图 1-3 PN结 的 形 成 -。 -。 -。-。 -。 -。 -。 -。 -。-。 -。 -。 -。 -。 -。 + + + + + + + + + + + + +- +- +- +- +- 空 间 电 荷 区P型 区 N型 区 内 电 场 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理PN结 的 反 向 截 止 状 态 PN结 的 单 向 导 电 性 二 极 管 的 基 本 原 理 就 在 于 PN结 的 单 向 导 电 性 这 一 主 要 特 征PN结 的 反 向 击 穿 有 雪 崩 击 穿 和 齐 纳 击 穿 两 种 形 式 ， 可 能 导 致 热 击 穿PN结 的 电 容 效 应 ： PN结 的 电 荷 量 随 外 加 电 压 而 变 化 ， 呈 现 电 容 效 应 ， 称 为 结 电 容 C J， 又 称 为 微 分 电 容 。 结 电 容 按 其 产 生 机 制 和作 用 的 差 别 分 为 势 垒 电 容 CB和 扩 散 电 容 CD 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 势 垒 电 容 只 在 外 加 电 压 变 化 时 才 起 作 用 ， 外 加 电 压频 率 越 高 ， 势 垒 电 容 作 用 越 明 显 。 势 垒 电 容 的 大 小与 PN结 截 面 积 成 正 比 ， 与 阻 挡 层 厚 度 成 反 比 而 扩 散 电 容 仅 在 正 向 偏 置 时 起 作 用 。 在 正 向 偏 置 时 ，当 正 向 电 压 较 低 时 ， 势 垒 电 容 为 主 ； 正 向 电 压 较 高时 ， 扩 散 电 容 为 结 电 容 主 要 成 分 结 电 容 影 响 PN结 的 工 作 频 率 ， 特 别 是 在 高 速 开 关的 状 态 下 ， 可 能 使 其 单 向 导 电 性 变 差 ， 甚 至 不 能 工作 ， 应 用 时 应 加 以 注 意 。 1.2.1 PN结 与 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理造 成 电 力 二 极 管 和 信 息 电 子 电 路 中 的 普 通二 极 管 区 别 的 一 些 因 素 ：正 向 导 通 时 要 流 过 很 大 的 电 流 ， 其 电 流 密 度 较大 ， 因 而 额 外 载 流 子 的 注 入 水 平 较 高 ， 电 导 调制 效 应 不 能 忽 略引 线 和 焊 接 电 阻 的 压 降 等 都 有 明 显 的 影 响承 受 的 电 流 变 化 率 di/dt较 大 ， 因 而 其 引 线 和 器件 自 身 的 电 感 效 应 也 会 有 较 大 影 响为 了 提 高 反 向 耐 压 ， 其 掺 杂 浓 度 低 也 造 成 正 向压 降 较 大 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 图 1-4 电 力 二 极 管 的 伏 安 特 性 I OIF U TO U F U 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性1. 静 态 特 性 （ 电 力 二 极 管 伏 安 特 性 图 ）主 要 指 其 伏 安 特 性 当 电 力 二 极 管 承 受 的 正 向 电 压 大 到 一 定 值 （ 门 槛电 压 UTO） ， 正 向 电 流 才 开 始 明 显 增 加 ， 处 于 稳 定 导通 状 态 。 与 正 向 电 流 IF对 应 的 电 力 二 极 管 两 端 的 电 压UF即 为 其 正 向 电 压 降 。 当 电 力 二 极 管 承 受 反 向 电 压时 ， 只 有 少 子 引 起 的 微 小 而 数 值 恒 定 的 反 向 漏 电 流 。2. 动 态 特 性动 态 特 性 因 结 电 容 的 存 在 ， 三 种 状 态 之 间 的转 换 必 然 有 一 个 过 渡 过 程 ， 此 过 程 中 的 电 压 电流 特 性 是 随 时 间 变 化 的 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 开 关 特 性 反 映 通 态 和 断 态 之 间 的 转 换 过 程 关 断 过 程 ：须 经 过 一 段 短 暂 的 时 间 才 能 重 新 获 得 反 向 阻 断 能力 ， 进 入 截 止 状 态 在 关 断 之 前 有 较 大 的 反 向 电 流 出 现 ， 并 伴 随 有 明显 的 反 向 电 压 过 冲 图 1-5 电 力 二 极 管 的 动 态 过 程 波 形 a) 正 向 偏 置 转 换 为 反 向 偏 置 b) 零 偏 置 转 换 为 正 向 偏 置 b)UFPui iFuFtfr t02Va)IFUF tF t0 trrtd tft1 t2 tURURPIRPdiFdt diRdt 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 b)UFPui iFuFtfr t02Va)IFUF tF t0 trrtd tft1 t2 tURURPIRPdiFdt diRdt 延 迟 时 间 ： td= t1- t0, 电 流 下 降 时 间 ： tf= t2- t1 反 向 恢 复 时 间 ： trr= td+ tf 恢 复 特 性 的 软 度 ： 下 降 时 间 与 延 迟 时 间 的 比 值 tf /td， 或 称 恢 复 系 数 ， 用 Sr表 示正 向 偏 置 转 换 为 反 向 偏 置 零 偏 置 转 换 为 正 向 偏 置 1.2.2 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 开 通 过 程 ： 电 力 二 极 管 的 正 向 压 降 先 出 现 一 个 过 冲 UFP，经 过 一 段 时 间 才 趋 于 接 近 稳 态 压 降 的 某 个 值 （ 如 2V） 。 这 一 动 态 过 程 时 间 被 称 为 正 向 恢 复 时 间 tfr。电 导 调 制 效 应 起 作 用 需 一 定 的 时 间 来 储 存 大 量少 子 ， 达 到 稳 态 导 通 前 管 压 降 较 大正 向 电 流 的 上 升 会 因 器 件 自 身 的 电 感 而 产 生 较大 压 降 。 电 流 上 升 率 越 大 ， U FP越 高 1.2.3 电 力 二 极 管 的 主 要 参 数1. 正 向 平 均 电 流 IF(AV) 额 定 电 流 在 指 定 的 管 壳 温 度 （ 简 称 壳 温 ， 用 TC表 示 ） 和 散 热 条 件 下 ， 其 允 许 流 过 的 最 大 工 频 正 弦半 波 电 流 的 平 均 值正 向 平 均 电 流 是 按 照 电 流 的 发 热 效 应 来 定 义 的 ，因 此 使 用 时 应 按 有 效 值 相 等 的 原 则 来 选 取 电 流 定额 ， 并 应 留 有 一 定 的 裕 量 。当 用 在 频 率 较 高 的 场 合 时 ， 开 关 损 耗 造 成 的 发 热往 往 不 能 忽 略当 采 用 反 向 漏 电 流 较 大 的 电 力 二 极 管 时 ， 其 断 态损 耗 造 成 的 发 热 效 应 也 不 小 1.2.3 电 力 二 极 管 的 主 要 参 数2. 正 向 压 降 UF指 电 力 二 极 管 在 指 定 温 度 下 ， 流 过 某 一 指 定 的 稳态 正 向 电 流 时 对 应 的 正 向 压 降有 时 参 数 表 中 也 给 出 在 指 定 温 度 下 流 过 某 一 瞬 态正 向 大 电 流 时 器 件 的 最 大 瞬 时 正 向 压 降3. 反 向 重 复 峰 值 电 压 URRM指 对 电 力 二 极 管 所 能 重 复 施 加 的 反 向 最 高 峰 值 电压通 常 是 其 雪 崩 击 穿 电 压 U B的 2/3使 用 时 ， 往 往 按 照 电 路 中 电 力 二 极 管 可 能 承 受 的反 向 最 高 峰 值 电 压 的 两 倍 来 选 定 1.2.3 电 力 二 极 管 的 主 要 参 数4. 最 高 工 作 结 温 TJM结 温 是 指 管 芯 PN结 的 平 均 温 度 ， 用 TJ表 示最 高 工 作 结 温 是 指 在 PN结 不 致 损 坏 的 前 提 下 所 能承 受 的 最 高 平 均 温 度TJM通 常 在 125175C范 围 之 内5. 反 向 恢 复 时 间 trrtrr= td+ tf ， 关 断 过 程 中 ， 电 流 降 到 0起 到 恢 复 反响 阻 断 能 力 止 的 时 间6. 浪 涌 电 流 I FSM指 电 力 二 极 管 所 能 承 受 最 大 的 连 续 一 个 或 几 个 工频 周 期 的 过 电 流 。 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型按 照 正 向 压 降 、 反 向 耐 压 、 反 向 漏 电 流 等 性 能 ，特 别 是 反 向 恢 复 特 性 的 不 同 介 绍在 应 用 时 ， 应 根 据 不 同 场 合 的 不 同 要 求 选 择 不 同类 型 的 电 力 二 极 管性 能 上 的 不 同 是 由 半 导 体 物 理 结 构 和 工 艺 上 的 差别 造 成 的 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型1. 普 通 二 极 管 （ General Purpose Diode）又 称 整 流 二 极 管 （ Rectifier Diode）多 用 于 开 关 频 率 不 高 （ 1kHz以 下 ） 的 整 流 电 路 中其 反 向 恢 复 时 间 较 长 ， 一 般 在 5s以 上 ， 这 在 开关 频 率 不 高 时 并 不 重 要正 向 电 流 定 额 和 反 向 电 压 定 额 可 以 达 到 很 高 ， 分别 可 达 数 千 安 和 数 千 伏 以 上 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型2. 快 恢 复 二 极 管 （ Fast Recovery Diode FRD）恢 复 过 程 很 短 特 别 是 反 向 恢 复 过 程 很 短 （ 5s以 下 ） 的 二 极 管 ， 也 简 称 快 速 二 极 管工 艺 上 多 采 用 了 掺 金 措 施有 的 采 用 PN结 型 结 构有 的 采 用 改 进 的 PiN结 构 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型 采 用 外 延 型 PiN结 构 的 的 快 恢 复 外 延 二 极 管 （ Fast Recovery Epitaxial DiodesFRED） ， 其 反 向恢 复 时 间 更 短 （ 可 低 于 50ns） ， 正 向 压 降 也 很 低（ 0.9V左 右 ） ， 但 其 反 向 耐 压 多 在 400V以 下 从 性 能 上 可 分 为 快 速 恢 复 和 超 快 速 恢 复 两 个 等 级 。前 者 反 向 恢 复 时 间 为 数 百 纳 秒 或 更 长 ， 后 者 则 在100ns以 下 ， 甚 至 达 到 2030ns。 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型3. 肖 特 基 二 极 管以 金 属 和 半 导 体 接 触 形 成 的 势 垒 为 基 础 的 二 极 管称 为 肖 特 基 势 垒 二 极 管 （ Schottky Barrier DiodeSBD） ， 简 称 为 肖 特 基 二 极 管20世 纪 80年 代 以 来 ， 由 于 工 艺 的 发 展 得 以 在 电 力电 子 电 路 中 广 泛 应 用肖 特 基 二 极 管 的 弱 点当 反 向 耐 压 提 高 时 其 正 向 压 降 也 会 高 得 不 能 满 足要 求 ， 因 此 多 用 于 200V以 下反 向 漏 电 流 较 大 且 对 温 度 敏 感 ， 因 此 反 向 稳 态 损耗 不 能 忽 略 ， 而 且 必 须 更 严 格 地 限 制 其 工 作 温 度 1.2.4 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型肖 特 基 二 极 管 的 优 点反 向 恢 复 时 间 很 短 （ 1040ns）正 向 恢 复 过 程 中 也 不 会 有 明 显 的 电 压 过 冲在 反 向 耐 压 较 低 的 情 况 下 其 正 向 压 降 也 很小 ， 明 显 低 于 快 恢 复 二 极 管其 开 关 损 耗 和 正 向 导 通 损 耗 都 比 快 速 二 极管 还 要 小 ， 效 率 高 1.3 半 控 器 件 晶 闸 管1.3 半 控 型 器 件 晶 闸 管 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件 1.3 半 控 型 器 件 晶 闸 管 晶 闸 管 （ Thyristor） ： 晶 体 闸 流 管 ， 可 控 硅 整 流 器（ Silicon Controlled RectifierSCR）1956年 美 国 贝 尔 实 验 室 （ Bell Lab） 发 明 了 晶 闸 管1957年 美 国 通 用 电 气 公 司 （ GE） 开 发 出 第 一 只 晶 闸 管产 品1958年 商 业 化开 辟 了 电 力 电 子 技 术 迅 速 发 展 和 广 泛 应 用 的 崭 新 时 代20世 纪 80年 代 以 来 ， 开 始 被 性 能 更 好 的 全 控 型 器 件 取 代能 承 受 的 电 压 和 电 流 容 量 最 高 ， 工 作 可 靠 ， 在 大 容 量 的场 合 具 有 重 要 地 位 晶 闸 管 往 往 专 指 晶 闸 管 的 一 种 基 本 类 型 普 通 晶 闸 管 广 义 上 讲 ， 晶 闸 管 还 包 括 其 许 多 类 型 的 派 生 器 件 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理 外 形 有 螺 栓 型 和 平 板 型 两 种 封 装 引 出 阳 极 A、 阴 极 K和 门 极 （ 控 制 端 ） G三 个 联 接 端 对 于 螺 栓 型 封 装 ， 通 常 螺 栓 是 其 阳 极 ， 能 与 散 热 器 紧密 联 接 且 安 装 方 便 平 板 型 封 装 的 晶 闸 管 可 由 两 个 散 热 器 将 其 夹 在 中 间 图 1-6 晶 闸 管 的 外 形 、 结 构 和 电 气 图 形 符 号a) 外 形 b) 结 构 c) 电 气 图 形 符 号 A AGG K K b) c)a) AG K K GAP1N1P2N2 J1J2J3 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理 RNPNPNPAGS KEGIG EAIKIc2Ic1IAV1 V2P1AG K N1P2P2N1N2a) b)图 1-7 晶 闸 管 的 双 晶 体 管 模 型 及 其 工 作 原 理a) 双 晶 体 管 模 型 b) 工 作 原 理Ic1=1 IA + ICBO1 （ 1-1）Ic2=2 IK + ICBO2 （ 1-2） 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理 IK=IA+IG （ 1-3） IA=Ic1+Ic2 （ 1-4）（ 1-5） 晶 体 管 的 特 性 是 ： 在 低 发 射 极 电 流 下 是 很 小 的 ， 而 当 发 射 极电 流 建 立 起 来 之 后 ， 迅 速 增 大 。 式 中 1和 2分 别 是 晶 体 管 V1和 V2的 共 基 极 电 流 增 益 ； ICBO1和ICBO2分 别 是 V1和 V2的 共 基 极 漏 电 流 。 由 以 上 式 （ 1-1） （ 1-4）可 得 )(1 21 CBO2CBO1G2A IIII 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理阻 断 状 态 ： IG=0， 1+2很 小 。 流 过 晶 闸 管 的 漏 电流 稍 大 于 两 个 晶 体 管 漏 电 流 之 和开 通 （ 门 极 触 发 ） ： 注 入 触 发 电 流 使 晶 体 管 的 发射 极 电 流 增 大 以 致 1+2趋 近 于 1的 话 ， 流 过 晶 闸 管的 电 流 IA（ 阳 极 电 流 ） 将 趋 近 于 无 穷 大 ， 实 现 饱 和 导通 。 IA实 际 由 外 电 路 决 定 。 1.3.1 晶 闸 管 的 结 构 与 工 作 原 理 其 他 几 种 可 能 导 通 的 情 况 ：阳 极 电 压 升 高 至 相 当 高 的 数 值 造 成 雪 崩 效 应 阳 极 电 压 上 升 率 du/dt过 高结 温 较 高光 直 接 照 射 硅 片 ， 即 光 触 发 光 触 发 可 以 保 证 控 制 电 路 与 主 电 路 之 间 的 良 好 绝缘 而 应 用 于 高 压 电 力 设 备 中 之 外 ， 其 它 都 因 不 易控 制 而 难 以 应 用 于 实 践 ， 称 为 光 控 晶 闸 管 （ Light Triggered ThyristorLTT） 只 有 门 极 触 发 （ 包 括 光 触 发 ） 是 最 精 确 、 迅 速 而 可 靠的 控 制 手 段 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性1. 静 态 特 性承 受 反 向 电 压 时 ， 不 论 门 极 是 否 有 触 发 电流 ， 晶 闸 管 都 不 会 导 通承 受 正 向 电 压 时 ， 仅 在 门 极 有 触 发 电 流 的情 况 下 晶 闸 管 才 能 开 通晶 闸 管 一 旦 导 通 ， 门 极 就 失 去 控 制 作 用要 使 晶 闸 管 关 断 ， 只 能 使 晶 闸 管 的 电 流 降到 接 近 于 零 的 某 一 数 值 以 下 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性晶 闸 管 的 伏 安 特 性 第 I象 限 的 是 正 向 特 性 第 III象 限 的 是 反 向 特 性 正 向导 通雪 崩击 穿 O +UA-UA -IAIAIH IG2 IG1 IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM图 1-8 晶 闸 管 的 伏 安 特 性IG2IG1IG 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性IG=0时 ， 器 件 两 端 施 加 正 向 电 压 ， 正 向 阻 断 状 态 ，只 有 很 小 的 正 向 漏 电 流 流 过 ， 正 向 电 压 超 过 临 界 极 限即 正 向 转 折 电 压 Ubo， 则 漏 电 流 急 剧 增 大 ， 器 件 开 通 随 着 门 极 电 流 幅 值 的 增 大 ， 正 向 转 折 电 压 降 低 导 通 后 的 晶 闸 管 特 性 和 二 极 管 的 正 向 特 性 相 仿 晶 闸 管 本 身 的 压 降 很 小 ， 在 1V左 右 导 通 期 间 ， 如 果 门 极 电 流 为 零 ， 并 且 阳 极 电 流 降 至 接近 于 零 的 某 一 数 值 I H以 下 ， 则 晶 闸 管 又 回 到 正 向 阻 断状 态 。 IH称 为 维 持 电 流 。 （ 伏 安 特 性 图 ） 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性 晶 闸 管 上 施 加 反 向 电 压 时 ， 伏 安 特 性 类 似 二 极 管 的反 向 特 性 晶 闸 管 的 门 极 触 发 电 流 从 门 极 流 入 晶 闸 管 ， 从 阴 极流 出 阴 极 是 晶 闸 管 主 电 路 与 控 制 电 路 的 公 共 端 门 极 触 发 电 流 也 往 往 是 通 过 触 发 电 路 在 门 极 和 阴 极之 间 施 加 触 发 电 压 而 产 生 的 晶 闸 管 的 门 极 和 阴 极 之 间 是 PN结 J 3， 其 伏 安 特 性 称为 门 极 伏 安 特 性 。 为 保 证 可 靠 、 安 全 的 触 发 ， 触 发电 路 所 提 供 的 触 发 电 压 、 电 流 和 功 率 应 限 制 在 可 靠触 发 区 。 （ 伏 安 特 性 图 ） 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性2. 动 态 特 性 图 1-9 晶 闸 管 的 开 通 和 关 断 过 程 波 形 100%90%10%uAK ttO0 td tr trr tgrURRMIRMiA 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性 1) 开 通 过 程 （ 特 性 图 )延 迟 时 间 td： 门 极 电 流 阶 跃 时 刻 开 始 ， 到 阳 极电 流 上 升 到 稳 态 值 的 10%的 时 间上 升 时 间 tr： 阳 极 电 流 从 10%上 升 到 稳 态 值 的90%所 需 的 时 间开 通 时 间 tgt以 上 两 者 之 和 ， tgt=td+ tr （ 1-6） 普 通 晶 闸 管 延 迟 时 间 为 0.51.5s， 上 升 时 间 为0.53s 1.3.2 晶 闸 管 的 基 本 特 性2) 关 断 过 程反 向 阻 断 恢 复 时 间 trr： 正 向 电 流 降 为 零 到 反 向 恢 复 电流 衰 减 至 接 近 于 零 的 时 间正 向 阻 断 恢 复 时 间 tgr： 晶 闸 管 要 恢 复 其 对 正 向 电 压 的阻 断 能 力 还 需 要 一 段 时 间在 正 向 阻 断 恢 复 时 间 内 如 果 重 新 对 晶 闸 管 施 加 正向 电 压 ， 晶 闸 管 会 重 新 正 向 导 通实 际 应 用 中 ， 应 对 晶 闸 管 施 加 足 够 长 时 间 的 反 向电 压 ， 使 晶 闸 管 充 分 恢 复 其 对 正 向 电 压 的 阻 断 能力 ， 电 路 才 能 可 靠 工 作 关 断 时 间 t q： trr与 tgr之 和 ， 即 tq=trr+tgr （ 1-7)） 普 通 晶 闸 管 的 关 断 时 间 约 几 百 微 秒 。 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数1. 电 压 定 额1) 断 态 重 复 峰 值 电 压 UDRM在 门 极 断 路 而 结 温为 额 定 值 时 ， 允 许 重 复 加 在 器 件 上 的 正 向 峰 值 电 压 。2) 反 向 重 复 峰 值 电 压 URRM 在 门 极 断 路 而 结 温为 额 定 值 时 ， 允 许 重 复 加 在 器 件 上 的 反 向 峰 值 电 压 。3) 通 态 （ 峰 值 ） 电 压 UTM晶 闸 管 通 以 某 一 规 定倍 数 的 额 定 通 态 平 均 电 流 时 的 瞬 态 峰 值 电 压 。通 常 取 晶 闸 管 的 U DRM和 URRM中 较 小 的 标 值 作 为 该 器 件的 额 定 电 压 。 选 用 时 ， 额 定 电 压 要 留 有 一 定 裕 量 ,一 般取 额 定 电 压 为 正 常 工 作 时 晶 闸 管 所 承 受 峰 值 电 压 23倍 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数2. 电 流 定 额 1) 通 态 平 均 电 流 IT(AV) 额 定 电 流 - 晶 闸 管 在 环 境 温 度 为 40C和 规 定 的 冷 却 状 态 下 ， 稳 定 结 温 不 超 过 额 定 结 温 时 所 允 许 流 过 的 最 大工 频 正 弦 半 波 电 流 的 平 均 值 。使 用 时 应 按 实 际 电 流 与 通 态 平 均 电 流 有 效 值相 等 的 原 则 来 选 取 晶 闸 管应 留 一 定 的 裕 量 ， 一 般 取 1.52倍 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数 2) 维 持 电 流 IH 使 晶 闸 管 维 持 导 通 所 必 需 的 最 小 电 流一 般 为 几 十 到 几 百 毫 安 ， 与 结 温 有 关 ， 结 温 越 高 ，则 IH越 小 3) 擎 住 电 流 IL 晶 闸 管 刚 从 断 态 转 入 通 态 并 移 除 触 发 信 号 后 ， 能 维 持 导 通 所 需 的 最 小 电 流 对 同 一 晶 闸 管 来 说 ， 通 常 IL约 为 IH的 24倍 4) 浪 涌 电 流 I TSM 指 由 于 电 路 异 常 情 况 引 起 的 并 使 结 温 超 过 额 定 结 温 的 不 重 复 性 最 大 正 向 过 载 电 流 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数3. 动 态 参 数 除 开 通 时 间 tgt和 关 断 时 间 tq外 ， 还 有 ： (1) 断 态 电 压 临 界 上 升 率 du/dt 指 在 额 定 结 温 和 门 极 开 路 的 情 况 下 ， 不 导 致 晶 闸 管 从 断 态 到 通 态 转 换 的 外 加 电 压 最 大 上 升 率在 阻 断 的 晶 闸 管 两 端 施 加 的 电 压 具 有 正 向 的 上 升 率时 ， 相 当 于 一 个 电 容 的 J 2结 会 有 充 电 电 流 流 过 ， 被称 为 位 移 电 流 。 此 电 流 流 经 J3结 时 ， 起 到 类 似 门 极触 发 电 流 的 作 用 。 如 果 电 压 上 升 率 过 大 ， 使 充 电 电流 足 够 大 ， 就 会 使 晶 闸 管 误 导 通 1.3.3 晶 闸 管 的 主 要 参 数(2) 通 态 电 流 临 界 上 升 率 di/dt 指 在 规 定 条 件 下 ， 晶 闸 管 能 承 受 而 无 有 害 影 响 的 最 大 通 态 电 流 上 升 率 如 果 电 流 上 升 太 快 ， 则 晶 闸 管 刚 一 开 通 ，便 会 有 很 大 的 电 流 集 中 在 门 极 附 近 的 小 区域 内 ， 从 而 造 成 局 部 过 热 而 使 晶 闸 管 损 坏 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件1. 快 速 晶 闸 管 （ Fast Switching ThyristorFST)包 括 所 有 专 为 快 速 应 用 而 设 计 的 晶 闸 管 ， 有快 速 晶 闸 管 和 高 频 晶 闸 管管 芯 结 构 和 制 造 工 艺 进 行 了 改 进 ， 开 关 时 间以 及 du/dt和 di/dt耐 量 都 有 明 显 改 善普 通 晶 闸 管 关 断 时 间 数 百 微 秒 ， 快 速 晶 闸 管数 十 微 秒 ， 高 频 晶 闸 管 10s左 右高 频 晶 闸 管 的 不 足 在 于 其 电 压 和 电 流 定 额 都不 易 做 高由 于 工 作 频 率 较 高 ， 选 择 通 态 平 均 电 流 时 不能 忽 略 其 开 关 损 耗 的 发 热 效 应 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件2. 双 向 晶 闸 管 （ Triode AC SwitchTRIAC或Bidirectional triode thyristor） 图 1-10 双 向 晶 闸 管 的 电 气 图 形 符 号 和 伏 安 特 性a) 电 气 图 形 符 号 b) 伏 安 特 性 a) b)I O UIG=0G T1T2 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件可 认 为 是 一 对 反 并 联 联 接 的 普 通 晶 闸 管 的集 成有 两 个 主 电 极 T1和 T2， 一 个 门 极 G正 反 两 方 向 均 可 触 发 导 通 ， 所 以 双 向 晶 闸管 在 第 和 第 III象 限 有 对 称 的 伏 安 特 性与 一 对 反 并 联 晶 闸 管 相 比 是 经 济 的 ， 且 控制 电 路 简 单 ， 在 交 流 调 压 电 路 、 固 态 继 电器 （ Solid State RelaySSR） 和 交 流 电机 调 速 等 领 域 应 用 较 多通 常 用 在 交 流 电 路 中 ， 因 此 不 用 平 均 值 而用 有 效 值 来 表 示 其 额 定 电 流 值 。 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件3. 逆 导 晶 闸 管 （ Reverse Conducting ThyristorRCT） 将 晶 闸 管 反 并 联 一 个 二 极 管 制 作 在 同 一 管 芯 上 的 功 率集 成 器 件 具 有 正 向 压 降 小 、 关 断 时 间 短 、 高 温 特 性 好 、 额 定 结温 高 等 优 点 逆 导 晶 闸 管 的 额 定 电 流 有 两 个 ， 一 个 是 晶 闸 管 电 流 ，一 个 是 反 并 联 二 极 管 的 电 流 图 1-11 逆 导 晶 闸 管 的 电 气 图 形 符 号 和 伏 安 特 性a) 电 气 图 形 符 号 b) 伏 安 特 性 b)a) UOIKG A IG=0 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件4. 光 控 晶 闸 管 （ Light Triggered ThyristorLTT） 图 1-12 光 控 晶 闸 管 的 电 气 图 形 符 号 和 伏 安 特 性a) 电 气 图 形 符 号 b) 伏 安 特 性 光 强 度强 弱b)AG Ka) O UAKIA 1.3.4 晶 闸 管 的 派 生 器 件 又 称 光 触 发 晶 闸 管 ， 是 利 用 一 定 波 长 的 光 照 信 号 触 发导 通 的 晶 闸 管 小 功 率 光 控 晶 闸 管 只 有 阳 极 和 阴 极 两 个 端 子 大 功 率 光 控 晶 闸 管 则 还 带 有 光 缆 ， 光 缆 上 装 有 作 为 触发 光 源 的 发 光 二 极 管 或 半 导 体 激 光 器 光 触 发 保 证 了 主 电 路 与 控 制 电 路 之 间 的 绝 缘 ， 且 可 避免 电 磁 干 扰 的 影 响 ， 因 此 目 前 在 高 压 大 功 率 的 场 合 ，如 高 压 直 流 输 电 和 高 压 核 聚 变 装 置 中 ， 占 据 重 要 的 地位 1.4 典 型 全 控 型 器 件 1.4 典 型 全 控 型 器 件 1.4.1 门 极 可 关 断 晶 闸 管 1.4.2 电 力 晶 体 管 1.4.3 电 力 场 效 应 晶 体 管 1.4.4 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 1.4 典 型 全 控 型 器 件门 极 可 关 断 晶 闸 管 在 晶 闸 管 问 世 后 不 久 出 现20世 纪 80年 代 以 来 ， 信 息 电 子 技 术 与 电 力 电 子 技 术在 各 自 发 展 的 基 础 上 相 结 合 高 频 化 、 全 控 型 、 采用 集 成 电 路 制 造 工 艺 的 电 力 电 子 器 件 ， 从 而 将 电 力 电子 技 术 又 带 入 了 一 个 崭 新 时 代典 型 代 表 门 极 可 关 断 晶 闸 管 、 电 力 晶 体 管 、 电 力场 效 应 晶 体 管 、 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 1.4.1 门 极 可 关 断 晶 闸 管 门 极 可 关 断 晶 闸 管 （ Gate-Turn-Off Thyristor GTO）晶 闸 管 的 一 种 派 生 器 件可 以 通 过 在 门 极 施 加 负 的 脉 冲 电 流 使 其 关 断GTO的 电 压 、 电 流 容 量 较 大 ， 与 普 通 晶 闸 管 接 近 ，因 而 在 兆 瓦 级 以 上 的 大 功 率 场 合 仍 有 较 多 的 应 用 1.4.1 门 极 可 关 断 晶 闸 管1. GTO的 结 构 和 工 作 原 理结 构 ： 与 普 通 晶 闸 管 的 相 同 点 ： PNPN四 层 半 导体 结 构 ， 外 部 引 出 阳 极 、 阴 极 和 门 极和 普 通 晶 闸 管 的 不 同 ： GTO是 一 种 多 元 的 功 率 集成 器 件 ， 内 部 包 含 数 十 个 甚 至 数 百 个 共 阳 极 的 小GTO元 ， 这 些 GTO元 的 阴 极 和 门 极 则 在 器 件 内 部并 联 在 一 起 图 1-13 GTO的 内 部 结 构 和 电 气 图 形 符 号 a) 各 单 元 的 阴 极 、 门 极 间 隔 排 列 的 图 形 b) 并 联 单 元 结 构 断 面 示 意 图 c) 电 气 图 形 符 号c)图 1-13 AG K G GKN 1P 1 N 2N 2 P 2b)a) AG K 1.4.1 门 极 可 关 断 晶 闸 管 工 作 原 理 ：与 普 通 晶 闸 管 一 样 ， 可 以 用 图 1-7所 示 的 双 晶 体管 模 型 来 分 析 1+2=1是 器 件 临 界 导 通 的