半导体阀门是什么

半导体阀门介绍。

半导体阀门是由多个串连的半导体元件和多个液体冷却器组成。半导体元件和冷却器作层叠式排列，每个半导体元件都置于两个冷却器之间。阀门有压力装置，以便产生作用于层叠排列轴向的压力。阀门有分压器，与各个半导体元件并联相接。该分压器由电阻组成。

半导体阀门以前已为人们所知，例如瑞典公布的第334，947号专利申请就介绍过这种阀门(相应于专利号为3，536，133的美国专利)。这类阀门也已为人们所用，例如用于整流器上，通过高压直流电输送电能或作为开关器件的组成部分，用作静态的无效功率补偿等等。

半导体阀门要同时使用一系列的分压器和半导体元件，并使每个半导体元件与一个分压器并联连接。每一个这样的分压器一般都包含一个或一个以上的电阻。配有这种分压器的阀门以前亦为人们所知，例如专利号为3，794，908和4，360，864的美国专利就描述过这类阀门。该分压器的能量损耗很高，一般达到几百瓦的数量级。如果电阻是气冷式的，则有几个严重的缺点，电阻必须设有冷却用的凸缘或类似的冷却部件，为保证电阻器能充分地向周围的空气散发热量而不致于温度升得太高，电阻的尺寸就要做得比较大而且，为了排走释放出来的热量，还必须保证有足够的冷却气流流过电阻。

由于这些原因，半导体阀门如果使用气冷式的电阻的话，其体积就会变得比较庞大。这种电阻还有一个缺点，就是电阻器释放出来的热量是很高的，随之也会升高阀门和室内的气温，如果不专门增加一些冷却的措施，就会升高了室内其他机件和设备的工作温度。

半导体阀门的制造液冷式大功率电阻，这以前也已经为人们所知。例如专利号为2，274，381的美国专利就介绍过这种电阻。不过，要在一个半导体阀门中逐个地制造众多的这种液冷式分压器电阻，将使阀门变得很复杂，需要很多流通冷却液体的接头和管道。阀门仍然会比较庞大，并且以电阻和冷却液体管道散发出来一定的热量仍然会升高阀门和室内的温度。

半导体阀门把分压器电阻安装在一条冷却杆上，对阀门的半导体元件进行液体冷却，这种技术以前也已为人们所知，美国的第4，178，630号专利就介绍了这种技术。从电阻器散发出的部分热量将被流过冷却杆的冷却液体所吸收。但是散发到周围空气中的热量仍然是比较高的。

本发明的目的就是要制造一种最初所描述的简单而又小巧的阀门，使分压器电阻向周围空气散发的热量降到最低的限度。

半导体阀门冷却器的一个变更实施例。图4显示了电阻器装在各个分离的板块上的一个实施例。图5显示了冷却器的特别孔道中应用电阻的一个实施例。显示了本发明所述的半导体阀门的一个实例，它们分别是从两个互相垂直的方向上观察阀门而得出的视图，这两个观察方向均垂直于阀门的纵轴线。阀门有6个半导体元件1-6，它们可以是半导体开关元件或是二极管。经过设计，半导体元件可以承受压力的接触和进行双重冷却，亦即是，这些元件要承受安装在每个元件两侧的两个冷却器之间的压力。

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工作原理：

对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b 和集电极c。

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。

三极管的电流放大作用实际上是利用基极电流的微小变化去控制集电极电流的巨大变化。

三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常通过电阻将三极管的电流放大作用转变为电压放大作用。

扩展资料：

发射区向基区发射电子：电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

基区中电子的扩散与复合：电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

集电区收集电子：由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。

参考资料来源：百度百科——三极管

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