SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 报告

GTO(门级可关断晶闸管)：全控型器件电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低GTR（电力晶体管）耐高压，电流大开关特性好mosfet（电力场效应晶体管）驱动电路简单，需要驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性高于GTR但是电流容量小IGBT(绝缘栅双极晶体管)它综合了GTR和mosfet的优点，具有电导调制效应，其通流能力很强，但是开关速度较慢，所需驱动功率大，驱动电路复杂。

望采纳~~IGBT 开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO 电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低MOSFET 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置IGBT、GTO、GTR与MOSFET的驱动电路有什么特点IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。

GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗；关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。

GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

电力电子实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验一SCR（单向和双向）特性与触发实验一、实验目的1、了解晶闸管的基本特性。

2、熟悉晶闸管的触发与吸收电路。

二、实验内容1、晶闸管的导通与关断条件的验证。

2、晶闸管的触发与吸收电路。

三、实验设备与仪器1、典型器件及驱动挂箱（DSE01）—DE01单元2、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT02单元3、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT03单元（也可用DG01取代）4、电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DP01单元5、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元6、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作图1-1 晶闸管及其驱动电路1、晶闸管的导通与关断条件的验证：晶闸管电路面板布置见图1-1，实验单元提供了一个脉冲变压器作为脉冲隔离及功率驱动，脉冲变压器的二次侧有相同的两组输出，使用时可以任选其一；单元中还提供了一个单向晶闸管和一个双向晶闸管供实验时测试，此外还有一个阻容吸收电路，作为实验附件。

打开系统总电源，将系统工作模式设置为“高级应用”。

将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K”和信号地与“DE01”单元的晶闸管T1的门极和阴极；取主电源“DSM00”单元的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01”，交流主电源输出端“AC15V”和“O”分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2”，整流桥输出接滤波电容（“DC+”、“DC-”端分别接“C1”、“C2”端）；“DP01”单元直流主电源输出正端“DC+”接“DSM08”单元R1的一端，R1的另一端接“DE01”单元单向可控硅T1的阳极，T1的阴极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-”。

mosfet的实验报告《实验报告：探索mosfet的特性与应用》摘要：本实验报告旨在探索mosfet（金属氧化物半导体场效应晶体管）的特性和应用。

通过实验，我们对mosfet的工作原理、特性曲线以及在电子电路中的应用进行了深入研究。

实验结果表明，mosfet作为一种重要的半导体器件，在放大、开关和调节等方面具有重要的应用价值。

引言：mosfet是一种常见的半导体器件，其在电子电路中具有重要的应用价值。

本实验旨在通过实际操作，深入了解mosfet的特性和应用，为进一步的学习和研究打下基础。

实验一：mosfet的基本特性在本实验中，我们首先搭建了一个简单的mosfet电路，通过测量电压和电流的变化，绘制了mosfet的特性曲线。

实验结果显示，mosfet的特性曲线呈现出明显的非线性特性，且具有一定的开启电压和饱和电流。

通过分析特性曲线，我们对mosfet的工作原理有了更深入的理解。

实验二：mosfet在放大电路中的应用在本实验中，我们将mosfet应用于放大电路中，通过调节mosfet的工作点，实现了对输入信号的放大。

实验结果表明，mosfet在放大电路中具有良好的线性特性，能够有效地放大输入信号，为电子设备的放大功能提供了重要支持。

实验三：mosfet在开关电路中的应用在本实验中，我们将mosfet应用于开关电路中，通过控制mosfet的导通和截止，实现了对电路的开关功能。

实验结果表明，mosfet在开关电路中具有快速响应的特性，能够实现高效的开关控制，为电子设备的开关功能提供了重要支持。

结论：通过本次实验，我们深入了解了mosfet的特性和应用。

mosfet作为一种重要的半导体器件，在放大、开关和调节等方面具有重要的应用价值。

我们相信，通过不断的学习和研究，mosfet将会在电子领域发挥更加重要的作用。

mosfet的实验报告MOSFET的实验报告引言：MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管) 是一种重要的电子器件，具有广泛的应用领域。

本篇实验报告将介绍MOSFET的基本原理、实验装置、实验步骤、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。

一、MOSFET的基本原理MOSFET是一种三端器件，由金属氧化物半导体结构组成。

它的主要特点是在输入电压较低的情况下，能够控制较大的输出电流。

MOSFET有两种类型：N沟道型和P沟道型，根据实验要求，我们选择了N沟道型MOSFET。

二、实验装置本次实验所需的装置包括：MOSFET芯片、直流电源、电阻、示波器、万用表、电容、电感等。

三、实验步骤1. 将MOSFET芯片正确连接到实验电路中，并确保连接正确无误。

2. 将直流电源连接到电路中，设置合适的电压和电流值。

3. 使用示波器测量输入和输出信号的波形，并记录下来。

4. 使用万用表测量电路中的电流和电压值，并记录下来。

5. 对实验进行多次重复，确保实验结果的准确性。

四、实验结果在实验过程中，我们观察到了以下结果：1. 输入电压的变化对输出电流和电压有明显的影响。

2. MOSFET的工作在某一特定电压范围内更为稳定。

3. 输出电流和电压随着输入电压的增加而增加，但增长速度逐渐减缓。

五、实验结果分析和讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. MOSFET在特定电压范围内具有较好的线性特性，适合用作放大器。

2. MOSFET的输出电流和电压与输入电压之间存在一定的关系，可以通过合适的电路设计实现不同的功能。

3. MOSFET的工作在某一特定电压范围内更为稳定，超出该范围可能导致器件损坏。

六、实验的应用前景MOSFET作为一种重要的电子器件，在现代电子技术中具有广泛的应用前景。

它可以用于放大电路、开关电路、模拟电路等领域。

随着科技的不断进步，MOSFET的性能也在不断提高，未来它将在更多领域发挥重要作用。

结论：通过本次实验，我们对MOSFET的基本原理和特性有了更深入的了解。

器件仿真实验报告电力电子仿真仿真实验报告目录实验一：常用电力电子器件特性测试................................................................................... 3 （一）实验目的：................................................................................................ .. (3)掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性； (3)掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。

(3)（二）实验原理.................................................................................................... (3)（三）实验内容.................................................................................................... (3)（四）实验过程与结果分析 (3)1．仿真系统.................................................................................................... (3)2．仿真参数.................................................................................................... .. (4)3．仿真波形与分析.................................................................................................... .. (4)4．结论.................................................................................................... .. (10)实验二：可控整流电路.................................................................................................... .. (11)（一）实验目的.................................................................................................... . (11)（二）实验原理.................................................................................................... . (11)（三）实验内容.................................................................................................... . (11)（四）实验过程与结果分析 (12)1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例.................................................................................................... .. (12)2．仿真参数.................................................................................................... (12)3．仿真波形与分析.................................................................................................... (14)实验三：交流-交流变换电路................................................................................................19（一）实验目的.................................................................................................... . (19)（三）实验过程与结果分析 (19)1）晶闸管单相交流调压电路 (19)实验四：逆变电路.................................................................................................... . (26)（一）实验目的.................................................................................................... . (26)（二）实验内容.................................................................................................... . (26)实验五：单相有源功率校正电路 (38)（一）实验目的.................................................................................................... . (38)（二）实验内容.................................................................................................... . (38)个性化作业：................................................................................................ . (40)（一）实验目的：................................................................................................ . (40)（二）实验原理：................................................................................................ . (40)（三）实验内容.................................................................................................... . (40)（四）结果分析：................................................................................................ . (44)（五）实验总结：................................................................................................ . (45)实验一：常用电力电子器件特性测试（一）实验目的：掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。

电力电子自关断器件驱动与保护电路实验一、实验目的(1)加深理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求与理解。

(2)熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。

(3)掌握由自关断器件构成PWM 直流斩波电路。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理本实验分别由GTO、GTR、MOSFET、IGBT等自关断器件构成直流电动机斩波调速电路。

通过控制自关断器件的驱动信号的占空比来改变斩波器输出电压的脉宽，从而改变直流电动机的电枢电压实现调压调速。

通过本实验可对上述自关断器件及其驱动与保护电路有比较深刻的理解。

自关断器件的实验接线及实验原理图如图所示，图中直流电源可由控制屏上的励磁电源提供，接线时，应从直流电源的正极出发，经过自关断器件、负载（灯泡）及直流电流表再回到直流电源的负端，构成实验主电路。

四、实验内容自关断器件及其驱动、保护电路的研究（可根据需要选择一种或几种自关断器件）。

我们今天主要选择MOSFET和可关断晶闸管作为代表来研究一下自关断器件的驱动和保护电路。

五、实验方法(1) MOSFET 的驱动与保护电路实验电流主回路接线：从“励磁电源”的正极出发，经过MOSFET和负载（灯泡在DJK22挂箱上）及直流电流表回到“励磁电源”的负极（负载上并联了直流电压表）。

驱动电路接线：1）将DJK12 实验挂箱上PWM发生器的频率选择开关拨至“高频档”，用示波器观察，调节频率电位器，使方波的输出频率在“8KHz～10KHz”范围内。

2）把DJK12挂箱里PWM模块的输出端和同一挂箱的MOSFET模块的输入端相连接（注意极性）。

3） DJK12挂箱里MOSFET模块接上正负15V电源（注意极性）。

4）MOSFET模块的输出端的G、S分别和DJK07挂箱的MOSFET模块的相应点连接（G接G、S接S）。

完成上述接线以后，检查无误，可按照下面的方法逐步通电：1）在未接通主电路的情况下（即励磁电源不要通电），接通驱动模块的电源，用示波器观察驱动模块的输出端的波形，调节PWM 波形发生器的频率及占空比，观测PWM波形的变化规律。

实验实训1 晶闸管的简单测试和典型电力电子器件的特性实验一、实验实训目的1．观察晶闸管（SCR）的结构，掌握测试晶闸管好坏的正确方法。

2．观察IGBT和MOSFET的结构，掌握测试IGBT和MOSFET好坏的正确方法。

3．研究晶闸管导通与关断条件。

4．掌握各种电力电子器件的工作特性。

5．掌握各器件对触发信号的要求。

二、实验实训设备、所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。

3 DJK07 新器件特性实验4 DJK09 单相调压与可调负载5 万用表6 晶闸管7 IGBT和MOSFET三、实验实训线路及原理1、晶闸管电极的判定和简单测试（1）晶闸管电极的判定若从外观上判断，3个电极形状各不相同，无需作任何测量就可以识别。

小功率晶闸管的门极比阴极细，大功率的门极则用金属编制套引出，像一根辫子。

有的在阴极上另引出一根较细的引线，以便和触发电路连接，这种晶闸管虽有4个电极，也无需测量就能识别。

（2）晶闸管的简单测试在实际的使用过程中，很多时候需要对晶闸管的好坏进行简单的判断，我们常常采用万用表法进行判别。

1）万用表档位放至于欧姆档R×100，将红表笔接在晶闸管的阳极，黑表笔接在晶闸管的阴极观察指针摆动情况，如图阻值无穷图1-12 测量阳极和阴极间反向电阻2）将黑表笔接晶闸管的阳极，红表笔接晶闸管的阴极观察指针摆动情况，如图1-13所示。

阻值无穷大图1-13 测量阳极和阴极间正向电阻结果：正反向阻值均很大原因：晶闸管是四层三端半导体器件，在阳极和阴极之间有三个PN结，无论如何加电压，总有一个PN结处于反向阻断状态，因此正反向阻值均很大。

3）将红表笔接晶闸管的阴极，黑表笔接晶闸管的门极观察指针摆动情况，如图1-14所示。

阻值不大图1-14 测量门极和阴极间正向电阻4）将黑表笔接晶闸管的阴极，红表笔接晶闸管的门极观察指针摆动情况，如图1-15所示。

实验二 GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路实验一、实验目的(1)理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求。

(2)熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。

(3)掌握由自关断器件构成PWM直流斩波电路原理与方法。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 PE-01电源控制屏该控制屏包含“单相自藕调压器”，“整流滤波”等几个模块。

2 PE-14功率器件驱动与保护电路(一) 该挂件包含“IGBT”以及“MOSFET”等。

3 PE-15功率器件驱动与保护电路(二)该挂件包含“GTR”以及“GTO”等。

4 双踪示波器自备5 万用表自备三、实验线路及原理实验接线及实验原理图如图5-2所示，图中直流电源可由控制屏上的直流电压提供(小容量)，或由控制屏上三相交流电源经整流滤波后输出(大容量)，直流电压、电流表及限流电阻R 均从电源控制屏上取，限流电阻将两个900Ω接成并联形式(或使用PE-25上的灯泡)。

控制部分共分为五部分内容，PWM发生电路、IGBT驱动保护电路、MOSFET驱动保护电路、GTO驱动保护电路及GTR驱动保护电路；其中前三个电路在PE-14挂件上，剩下部分在PE-15挂件上。

图5-2 自关断器件的实验接线及原理图四、实验内容(1)GTR的驱动与保护电路实验(2)GTO的驱动与保护电路实验(3)MOSFET的驱动与保护电路实验(4)IGBT的驱动与保护电路实验(5)研究PWM的工作频率对驱动电路的影响五、实验方法(1)GTR的驱动与保护电路实验把PE-14挂件上的PWM发生电路中的频率选择开关拨至“低频档”。

然后调节频率电位器RP1，使PWM波输出频率在“200Hz”左右。

驱动与保护电路接线时，要注意控制电源及接地的正确连接。

对于GTR器件，采用±5V电源驱动；接线时，将PE-14上的PWM波形输出端接PE-15上的GTR驱动模块的输入端，GTR所需的±5V电源也从PE-14取。

实验二 GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路实验一、实验目的(1)理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求。

(2)熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。

(3)掌握由自关断器件构成PWM直流斩波电路原理与方法。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 PE-01电源控制屏该控制屏包含“单相自藕调压器”，“整流滤波”等几个模块。

2 PE-14功率器件驱动与保护电路(一) 该挂件包含“IGBT”以及“MOSFET”等。

3 PE-15功率器件驱动与保护电路(二)该挂件包含“GTR”以及“GTO”等。

4 双踪示波器自备5 万用表自备三、实验线路及原理实验接线及实验原理图如图5-2所示，图中直流电源可由控制屏上的直流电压提供(小容量)，或由控制屏上三相交流电源经整流滤波后输出(大容量)，直流电压、电流表及限流电阻R 均从电源控制屏上取，限流电阻将两个900Ω接成并联形式(或使用PE-25上的灯泡)。

控制部分共分为五部分内容，PWM发生电路、IGBT驱动保护电路、MOSFET驱动保护电路、GTO驱动保护电路及GTR驱动保护电路；其中前三个电路在PE-14挂件上，剩下部分在PE-15挂件上。

图5-2 自关断器件的实验接线及原理图四、实验内容(1)GTR的驱动与保护电路实验(2)GTO的驱动与保护电路实验(3)MOSFET的驱动与保护电路实验(4)IGBT的驱动与保护电路实验(5)研究PWM的工作频率对驱动电路的影响五、实验方法(1)GTR的驱动与保护电路实验把PE-14挂件上的PWM发生电路中的频率选择开关拨至“低频档”。

然后调节频率电位器RP1，使PWM波输出频率在“200Hz”左右。

驱动与保护电路接线时，要注意控制电源及接地的正确连接。

对于GTR器件，采用±5V电源驱动；接线时，将PE-14上的PWM波形输出端接PE-15上的GTR驱动模块的输入端，GTR所需的±5V电源也从PE-14取。

实验二功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．MOSFET主要参数：开启阀值电压VGS(th),跨导gFS,导通电阻Rds输出特性ID=f（Vsd）等的测试2．驱动电路的输入,输出延时时间测试.3．电阻与电阻、电感性质载时，MOSFET开关特性测试4．有与没有反偏压时的开关过程比较5．栅-源漏电流测试三．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器3．毫安表4．电流表5．电压表四、实验线路见图五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压VGS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流ID=1mA) 的最小栅源电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流ID，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS管的栅源电压Vgs，并将主回路电位器RP左旋到底，使Vgs=0。

将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流ID=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压VGS（th）。

读取6—7组ID、Vgs，其中ID=1mA必测，测的数据如图所示：（2）跨导gFS测试双极型晶体管（GTR）通常用hFE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导gFS 表示其增益。

跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即gFS=△ID/△VGS。

典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和VDS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值。

根据表5—6的测量数值，计算gFS。

（3）转移特性ID＝f（VGS）栅源电压Vgs与漏极电流ID的关系曲线称为转移特性。