全控器件和其他新型器(編輯修改稿)
2025-06-10 01:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 利。電力 MOSFET的輸出特性MOSFET的漏極 伏安特性 ： 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)開通過程開通延遲時間 td(on)上升時間 tr開通時間 ton=td(on)+tr關(guān)斷過程關(guān)斷延遲時間 td(off)下降時間 tf關(guān)斷時間 toff=td(off)+tf(2)動態(tài)特性 典型全控型器件電力場效應(yīng)晶體管圖 1 Power MOSFET的開關(guān)過程波形電平驅(qū)動、壓控方式、只有一種載流子導(dǎo)電好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)MOSFET的開關(guān)速度和 Cin充放電有很大關(guān)系?？山档万?qū)動電路 內(nèi)阻減小 時間常數(shù)，加快開關(guān)速度。不存在少子儲存效應(yīng)，關(guān)斷過程非常迅速。開關(guān)時間在 10~100ns之間，工作頻率可 達(dá) 500kHz以上，是主要電力電子器件中最高的。場控器件 ，靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動 功率，但很小。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動功率越大。MOSFET的開關(guān)速度 典型全控型器件電力場效應(yīng)晶體管好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)3.電力 MOSFET的主要參數(shù) —— 電力 MOSFET電壓定額(1)漏極電壓 UDS(2)漏極直流電流 ID和漏極脈沖電流幅值 IDM—— 電力 MOSFET電流定額(3)柵源電壓 UGS —— ?UGS?20V將導(dǎo)致絕緣層擊穿 除跨導(dǎo) Gfs、開啟電壓 UT以及 td(on)、 tr、 td(off)和 tf之外還有： (4)極間電容 —— 極間電容 CGS、 CGD和 CDS 典型全控型器件(5)通 態(tài)電 阻 Ron越小越好，反映 損 耗。電力場效應(yīng)晶體管好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé) 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）絕緣柵雙極晶體管 （ InsulatedgateBipolarTransistor）GTR和 MOSFET復(fù)合 ，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)。 BiMOS器件? 1986年投入市場，是 中高功率 電力電子設(shè)備的主導(dǎo) 器件仍在提高 電壓和電流 容量。GTR和 GTO的特點(diǎn) —— 雙極型，電流驅(qū)動，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力很強(qiáng)，開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。MOSFET的優(yōu)點(diǎn) —— 單極型，電壓驅(qū)動，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單。 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)1.IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理三端器件：柵極 G、集電極 C和發(fā)射極 E圖 119IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b)簡化等效電路 c)電氣圖形符號E 典型全控型器件 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)N溝道 MOSFET與 GTR組合 ——N 溝道 IGBT。IGBT比 VDMOSFET多一層 P+注入?yún)^(qū) ，從而具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，具有 很強(qiáng)的通流能力。簡化等效電路表明， IGBT是 GTR與 MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，一個由 MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū) PNP晶體管。RN為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。 典型全控型器件 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)驅(qū)動 原理與電力 MOSFET基本相同，場控器件，通斷由柵射極電壓 uGE決定。導(dǎo)通 ： uGE大于開啟電壓 UGE(th)時， MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流， IGBT導(dǎo)通 (電壓 驅(qū)動功率小 )。通態(tài)壓降 ：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻 RN減小， 通態(tài)壓降減小 。關(guān)斷 ：柵射極間施加反壓或不加信號時， MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷， IGBT關(guān) 斷。IGBT的原理 典型全控型器件 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)a) b)O有源區(qū)正向阻斷區(qū)飽和區(qū)反向阻斷區(qū)ICUGE(th) UGEOICURMUFM UCEUGE(th)UGE增加2.IGBT的基本特性(1)IGBT的靜態(tài)特性圖 120IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性a)轉(zhuǎn)移特性 b)輸出特性 典型全控型器件 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）與 MOS管的異同點(diǎn)。好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGE U GEMICMU CEM
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