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高反壓晶體管在“高清、數字”CRT電視機行輸出電路的介紹

2006/9/13 | 來自:

高反壓晶體管在“高清、數字”CRT電視機行輸出電路的介紹

 “高清、數字”CRT電視機與普通CRT電視機相比,行輸出電路的頻率由15.625KHZ變為31.5KHZ、33.5KHZ、37.5KHZ(目前幾種主要的工作頻率),高反壓晶體管在行輸出電路中工作在大電流和高反壓的開關狀態,由于行輸出電路的行頻提高、行電流增大、行逆程電壓變大,所以對高反壓晶體管的性能要求也相應提高,下面具體分析高反壓晶體管在“高清、數字”CRT電視機高清電視行輸出電路的工作過程:

一、首先,介紹電視機行輸出電路的工作原理:

1.行輸出電路原理圖和工作過程如:

上圖是行輸出級簡化電路圖。圖中VT1是行輸出管,與行輸出管并聯的二極管D稱為阻尼二極管,Ly是行偏轉線圈,與偏轉線圈并聯的電容C稱為逆程諧振電容(簡稱逆程電容),電容Cs稱為S校正電容,Lp是行輸出變壓器初級電感,Ec是直流供電電源(簡稱+B電源)。

2.   行輸出電路工作原理

概括來講,行輸出級工作在開關狀態,當行激勵級送來正脈沖時,行輸出管導通,行偏轉線圈是電感性負載,在+B電源作用下,電流成線形增長,掃描電子束從屏幕中心開始向右偏轉,直到最右邊時,激勵脈沖結束,行輸出管截止,此時,由于電感線圈上的電流不能立即中斷,繼續給逆程電容充電,,產生很高的反峰電壓,然后電容又向電感放電,直到電容上的電壓全部放完,此時電感中的電流最大。然后,在阻尼二極管的作用下,電感中的電流開始線性地由大變小,從而掃描電子束開始從屏幕左邊向中心偏轉。

下面我們具體分析一下行輸出電路的工作原理和偏轉線圈中鋸齒波電流的形成。首先根據行輸出簡化電路的工作特點,對它進行一些等效處理。

下面分四個階段來分析理想化的行輸出級等效電路的工作原理。

1)正程掃描的右半段(T0-T1)階段:

T0-T1階段,正脈沖加到行輸出管基極,T0時刻,行輸出管基極電壓跳變成正電壓,行輸出管飽和導通,即開關K閉合。這時電壓Ec加至行偏轉線圈兩端,偏轉線圈ly產生上負下正感應電動勢,阻止流過偏轉線圈的電流產生突變,使電流iy0開始按線性規律增加。這時,iyEc成正比,與偏轉線圈電感量成反比,到T1時刻,電流iy達到最大值。T0-T1這段時間內,完成正程掃描的一半。

Ts為正程掃描時間,那么T1?T0=Ts/2,如果忽略行輸出管飽和壓降,那么iy=Ec/Ly*t.由以上公式可知,當EcLy一定時,iyt成正比,在t1時刻,iy達到最大峰值Ip,IP=Ec/EY*Ts/2.

這段時間內,阻尼二極管截止,逆程電容C上電壓等于0,流過偏轉線圈電流與流過行輸出管電流相等,都等于Ey。隨著Ey增加,顯像管電子束在行偏轉磁場作用下由熒光屏中心向右作水平掃描運動。T1時刻,電子束掃描至熒光屏最右端,正程掃描結束。

2)逆程掃描的右半段(t1?t2

T1時刻,輸入行輸出管基極的正脈沖跳變為負脈沖,行輸出管由導通變為截止,相當于開關K斷開。開關斷開后,偏轉線圈產生上負下正的感應電動勢,阻止流過Ly的電流iy減小,使電流iy不能突變,而是逐漸減小。

T1?T2時間內,Ly感應電動勢對電容C充電。這時的電路實際上是一個由LyC組成的諧振回路。所以充電電流按正弦規律減小,t2時刻時,Ly、C諧振回路完成了四分之一振蕩周期的振蕩,iy下降為0。設Tr為行逆程掃描時間,那么T1?T2=Tr/2,就是說T1~T2時刻完成了行逆程的一半。

此時間內,阻尼二極管仍截止,流過線圈Ly的電流等于隊電容C的充電電流,,即iy.隨著iy減小,顯像管電子束在水平偏轉磁場作用下由熒光屏最右端向中心作水平掃描運動。T2時刻,電子束掃描至熒光屏中心。

由于產生諧振,電容C上的電壓逐漸增加,到T2時刻,電容C兩端電壓達到最大值Ucp.經過計算可得到Ucp的公式:
Ucp=Ec
[π/2(Th/Tr-1)+1]其中,Ec是加至電容C上的直流電壓值,Th是行掃描電流的周期。

3)逆程掃描的左半段(T2?T3

T2時刻,充電電流為0,電容C開始對電感線圈Ly放電,由于流過線圈的電流不能突變,所以放電電流由0開始朝相反方向增加。

T2?T3這段時間,放電電流按正弦規律增加,。到T3時刻,iy達到負的最大值,即-ip完成逆程掃描的另一個四分之一周期。在這段時間里,行輸出管和阻尼二極管仍截止。隨著iy增加,電子束從熒光屏中心水平掃描至熒光屏最左端,完成逆程掃描的另一半。

T1?T3這段時間內,加到行輸出管基極的電壓始終是負脈沖電壓,行輸出管一直處于截止狀態,流過的電流為0。LyC組成諧振回路,產生流過Ly的電流iy,iy按正弦規律完成二分之一周期的變化。這段時間就是行掃描的逆程時間。

4)正程掃描的左半段(T3?T4

這段時間,加至行輸出管基極電壓仍是負脈沖電壓,行輸出管仍截止,K仍斷開。T3時刻電容C放電完畢,線圈Ly為維持流過它的電流iy值不發生突變,產生上負下正的感應電動勢。
  T3
?T4這段時間里,阻尼二極管D導通,Ly的感應電動勢經過D放電,放電電流由負的最大值按線性規律向0變化。到T4時刻,放電電流iy變為0。

在這段時間里,阻尼二極管D起到阻尼振蕩的作用,隨著iy的減小,電子束從熒光屏最左端掃描到熒光屏中心,完成左半段的正程掃描。

T4時刻以后輸入至行輸出管基極的脈沖電壓又跳變為正電壓,開始了下一個掃描周期。

二、華微電子的高反壓晶體管的產品介紹:


1.華微電子應用在“高清、數字”CRT電視機上的高反壓晶體管產品:

2.華微電子應用在“高清、數字”CRT電視機上的高反壓晶體管的選擇參考:


3.高反壓晶體管的應用介紹:

31 高反壓晶體管在行輸出電路的損耗

311高反壓晶體管在開關電路中的損耗包括:

飽合損耗:即VCESAT)損耗;

存貯損耗:即TS損耗;

開關損耗:即TF損耗;

漏電損耗:即在回掃期間ICES*VCE,一般很小,可以忽略不計;如圖1所示:

1 三種損耗的時間關系

1)飽和損耗(t0-t1期間):在此期間內晶體管被激勵在深飽和狀態。固定不變的正向基極電流引起導電率調制,使損耗表現為極小的飽和電壓。

2)存貯損耗( t1-t2期間):這種損耗出現在基極電流開始下降時,而集電極電流因存貯效應繼續流動。

3)開關損耗(t2-t3期間):開關損耗一般較小,除非集電極電流受到拖尾的支配。拖尾很大程度上取決于溫度,它容易形成晶體管的熱擊穿條件。

可見,飽和損耗、存貯損耗和開關損耗是交替出現,也就是說不可能把三種損耗同時減到期最小。

在行輸出電路中,高反壓晶體管工作在大電流、高反壓的開關狀態,晶體管的損耗主要是存貯損耗和開關損耗。

32選取晶體管樣品進行整機試驗

 

晶體管在開關電路中工作點是通過控基極電流IB來實現的,晶體管的放大倍數與工作點有關,為了降低晶體管功耗,一般選取離散樣品(放大倍數大的、放大小的晶體管)在整機試驗,使離散樣品功耗接近且最小,直觀表現為晶體管的管殼溫升,即使離散樣品的管殼溫升接近且達到熱平衡。

33晶體管的主要失效模式

用于開關電路的晶體管,可能出現偶然性損壞。其失效模型大致歸納如下:

1)因電壓浪涌超過實際耐壓(VCBO)引起的損壞

2)因熱擊穿引起的損壞;

    大部分損壞是由于工作條件過高壓沖擊和熱擊穿引起的。

 

 

 

 

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