【正文】 容性，驅(qū)動(dòng)功率小，這些與 VDMOS相似。 (7) 最高允許結(jié)溫 TjM： IGBT的最高允許結(jié)溫 TjM為 150℃ 。 VDMOS的通態(tài)壓降隨結(jié)溫升高而顯著增加，而 IGBT的通態(tài)壓降在室溫和最高結(jié)溫之間變化很小，具有良好的溫度特性。 緣柵雙極型晶體管的特性與主要參數(shù) IGBT的主要參數(shù)v 、電力電子器件的基本模型 v 、 電力二極管 v 、 晶閘管v 、 可關(guān)斷晶閘管 v 、 電力晶體管 v 、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 v 、絕緣柵雙極型晶體管 v 、其它新型電力電子器件v 、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)第二章、 電力電子器件 、其它新型電力電子器件l 靜電感應(yīng)晶體管 l 靜電感應(yīng)晶閘管 l MOS控制晶閘管 l 集成門極換流晶閘管 l 功率模塊與功率集成電路 靜電感應(yīng)晶體管（ SIT）216。 它是一種多子導(dǎo)電的單極型器件，具有輸出功率大、輸入阻抗高、開關(guān)特性好、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)； 216。 廣泛用于高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 (例如200kHz、 200kW的高頻感應(yīng)加熱電源 )。并適用于高音質(zhì)音頻放大器、大功率中頻廣播發(fā)射機(jī)、電視發(fā)射機(jī)、差轉(zhuǎn)機(jī)微波以及空間技術(shù)等領(lǐng)域。l SIT的工作原理l 1）結(jié)構(gòu)： SIT為 三層結(jié)構(gòu) ，其元胞結(jié)構(gòu)圖如圖 (a)所示，其三個(gè)電極分別為 柵極 G，漏極 D和源極 S。其表示符號(hào)如圖 (b)所示。l 2）分類： SIT分 N溝道、 P溝道 兩種，箭頭向外的為 N─SIT ，箭頭向內(nèi)的為 P─SIT 。l 3）導(dǎo)通、關(guān)斷： SIT為常開器件，即柵源電壓為零時(shí)，兩柵極之間的導(dǎo)電溝道使漏極 DS之間的導(dǎo)通。則SIT導(dǎo)通 ；當(dāng)加上負(fù)柵源電壓 UGS時(shí)，柵源間 PN結(jié)產(chǎn)生耗盡層。隨著負(fù)偏壓 UGS的增加，其耗盡層加寬，漏源間導(dǎo)電溝道變窄。當(dāng) UGS=UP(夾斷電壓 )時(shí)，導(dǎo)電溝道被耗盡層所夾斷，SIT關(guān)斷 。 靜電感應(yīng)晶體管（ SIT）216。 SIT的漏極電流 ID不但受柵極電壓 UGS控制，同時(shí)還受漏極電壓 UDS控制。 l圖 SIT的結(jié)構(gòu)及其符號(hào) l SIT的特性 l 靜態(tài)伏安特性曲線（ N溝道 SIT）：當(dāng)柵源電壓 UGS一定時(shí)，隨著漏源電壓 UDS的增加，漏極電流 ID也線性增加，其大小由 SIT的通態(tài)電阻所決定 ；l SIT采用 垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu) ,其導(dǎo)電溝道短而寬 ,適應(yīng)于高電壓 ,大電流的場(chǎng)合； l SIT的漏極電流具有 負(fù)溫度系數(shù) ,可避免因溫度升高而引起的惡性循環(huán)； 靜電感應(yīng)晶體管（ SIT）圖 NSIT靜態(tài) 伏安特性曲線216。SIT的漏極電流通路上不存在 PN結(jié) ,一般不會(huì)發(fā)生熱不穩(wěn)定性和二次擊穿現(xiàn)象 ,其 安全工作區(qū) 范圍較寬； 216。 SIT是短溝道多子器件 ,無(wú)電荷積累效應(yīng) ,它的開關(guān)速度相當(dāng)快 ,適應(yīng)于高頻場(chǎng)合； 216。 SIT的 柵極驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單 ：關(guān)斷 SIT需加數(shù)十伏的負(fù)柵壓 UGS , 使 SIT導(dǎo)通，也可以加 5～ 6V的正柵偏壓 +UGS,以降低器件的通態(tài)壓降； 靜電感應(yīng)晶體管（ SIT）l SIT的特性 圖 SIT的 安全工作區(qū)l 靜電感應(yīng)晶體管 l 靜電感應(yīng)晶閘管 l MOS控制晶閘管 l 集成門極換流晶閘管 l 功率模塊與功率集成電路 、其它新型電力電子器件 靜電感應(yīng)晶閘管（ SITH） 216。它自 1972年開始研制并生產(chǎn) ；216。優(yōu)點(diǎn)： 與 GTO相比， SITH的 通態(tài)電阻小、通態(tài)壓降低、開關(guān)速度快、損耗小、 及 耐量高等； 216。應(yīng)用： 應(yīng)用在直流調(diào)速系統(tǒng)，高頻加熱電源和開關(guān)電源等領(lǐng)域； 216。缺點(diǎn)： SITH制造工藝復(fù)雜，成本高； l SITH的工作原理 l 1）結(jié)構(gòu)： 在 SIT的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè) P+層即形成了 SITH的元胞結(jié)構(gòu)，如圖 (a)。l 2）三極： 陽(yáng)極 A、陰極、柵極 G，l 3）原理：l 柵極開路，在陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，有電流流過 SITH； l 在柵極 G和陰極 K之間加負(fù)電壓， GK之間 PN結(jié)反偏，在兩個(gè)柵極區(qū)之間的導(dǎo)電溝道中出現(xiàn)耗盡層， AK間電流被夾斷， SITH關(guān)斷；l 柵極所加的負(fù)偏壓越高，可關(guān)斷的陰極電流也越大。 靜電感應(yīng)晶閘管（ SITH） 圖 SITH元胞 結(jié)構(gòu)其及符號(hào)l 特性曲線的正向偏置部分與SIT相似。柵極負(fù)壓 UGK可控制陽(yáng)極電流關(guān)斷，已關(guān)斷的 SITH， AK間只有很小的漏電流存在。l SITH 為場(chǎng)控少子器件，其動(dòng)態(tài)特性比 GTO優(yōu)越。 SITH的電導(dǎo)調(diào)制作用使它比 SIT的通態(tài)電阻小、壓降低、電流大，但因器件內(nèi)有大量的存儲(chǔ)電荷， 所以它的關(guān)斷時(shí)間比 SIT要長(zhǎng)、工作頻率要低。 靜電感應(yīng)晶閘管（ SITH） 圖 SITH的 伏安特性曲線 SITH的特性：靜態(tài)伏安特性曲線（圖 ） ：l 靜電感應(yīng)晶體管 l 靜電感應(yīng)晶閘管 l MOS控制晶閘管 l 集成門極換流晶閘管 l 功率模塊與功率集成電路 、其它新型電力電子器件 MOS控制晶閘管（ MCT） 216。 MCT自 20世紀(jì) 80年代末問世，已生產(chǎn)出300A/2023V、 1000A/1000V的器件； 216。 結(jié)構(gòu)： 是晶閘管 SCR和場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET復(fù)合而成的新型器件，其 主導(dǎo)元件 是 SCR， 控制元件 是 MOSFET；216。 特點(diǎn)： 耐高電壓、大電流、通態(tài)壓降低、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)速度高； l 1）結(jié)構(gòu)：216。 MCT是在 SCR結(jié)構(gòu)中集成一對(duì) MOSFET構(gòu)成的，通過 MOSFET來(lái)控制 SCR的 導(dǎo)通 和 關(guān)斷 。216。 使 MCT導(dǎo)通的 MOSFET稱為 ONFET，使MCT關(guān)斷的 MOSFET稱為 OFFFET。216。 MCT的元胞有兩種結(jié)構(gòu)類型，一種為 NMCT，另一種為 PMCT。216。 三個(gè) 電極 稱為柵極 G、陽(yáng)極 A和陰極 K。 圖 (a)為 PMCT的典型結(jié)構(gòu)，圖(b)為其等效電路，圖 (c)是它的表示符號(hào) (NMCT的表示符號(hào)箭頭反向 )。 對(duì)于 NMCT管，要將圖 導(dǎo)體材料用相反類型的半導(dǎo)體材料代替，并將上方的陽(yáng)極變?yōu)殛帢O，而下方的陰極變?yōu)殛?yáng)極。 MOS控制晶閘管（ MCT） 圖 PMCT的結(jié)構(gòu)、 等效電路和符號(hào) MCT的工作原理216。 控制信號(hào)： 用雙柵極控制，柵極信號(hào)以陽(yáng)極為基準(zhǔn)；216。 導(dǎo)通： 當(dāng)柵極相對(duì)于陽(yáng)極加負(fù)脈沖電壓時(shí)， ONFET導(dǎo)通，其漏極電流使 NPN晶體管導(dǎo)通。 NPN晶體管的導(dǎo)通又使 PNP晶體管導(dǎo)通且形成正反饋觸發(fā)過程，最后導(dǎo)致 MCT導(dǎo)通；216。 關(guān)斷： 當(dāng)柵極相對(duì)于陽(yáng)極施加正脈沖電壓時(shí)， OFFFET導(dǎo)通， PNP晶體管基極電流中斷 , PNP晶體管中電流的中斷破壞了使 MCT導(dǎo)通的正反饋過程，于是 MCT被關(guān)斷。 其中： 1）導(dǎo)通的 MCT中晶閘管流過主電流，而觸發(fā)通道只維持很小的觸發(fā)電流。 2）使 PMCT觸發(fā)導(dǎo)通的柵極相對(duì)陽(yáng)極的負(fù)脈沖幅度一般為 5～ 15V，使其關(guān)斷的柵極相對(duì)于陽(yáng)極的正脈沖電壓幅度一般為 +10V。 對(duì)于 NMCT管 ，其工作原理剛好相反。 MOS控制晶閘管（ MCT） 圖 PMCT的結(jié)構(gòu)、 等效電路和符號(hào)2）工作原理（ PMCT）216。(1) 阻斷電壓高 (達(dá) 3000V)、峰值電流大 (達(dá) 1000A)、最大可關(guān)斷電流密度為 6000A／ cm2。216。(2) 通態(tài)壓降小 (為 IGBT的 1／ 3，約 )。216。(3) 開關(guān)速度快、損耗小，工作頻率可達(dá) 20kHz。216。(4) 極高的 du／ dt和 di／ dt耐量 (du/ dt耐量達(dá)20kV/μs， di/ dt耐量達(dá) 2kA/μs)。216。(5) 工作允許溫度高 (達(dá) 200℃ 以上 )。 216。(6) 驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 。 MOS控制晶閘管（ MCT） l MCT的特性 （兼有 MOS器件和雙極型器件的優(yōu)點(diǎn)） 216。 (7)安全工作區(qū)： MCT無(wú)正偏安全工作區(qū)，只有反偏安全工作區(qū) RBSOA；252。 RBSOA與結(jié)溫有關(guān)，反映MCT關(guān)斷時(shí)電壓和電流的極限容量。252。 （ 8）保護(hù)裝置： MCT可用簡(jiǎn)單的熔斷器進(jìn)行 短路保護(hù) 。因?yàn)楫?dāng)工作電壓超出 RBSOA時(shí)器件會(huì)失效，但當(dāng)峰值可控電流超出 RBSOA時(shí)， MCT不會(huì)像GTO那樣損壞，只是不能用柵極信號(hào)關(guān)斷。 MOS控制晶閘管（ MCT） 圖 MCT的 RBSOA MCT的特性l 靜電感應(yīng)晶體管 l 靜電感應(yīng)晶閘管 l MOS控制晶閘管 l 集成門極換流晶閘管 l 功率模塊與功率集成電路 其它新型電力電子器件 MOS控制晶閘管（ IGCT/GCT） 216。 IGCT ： （ Integrated GateCommutated Thyristor） 也稱 GCT（ GateCommutated Thyristor）。 ? 20世紀(jì) 90年代后期出現(xiàn)。結(jié)合了 IGBT與 GTO的優(yōu)點(diǎn)，容量與 GTO相當(dāng)，開關(guān)速度快 10倍，且可省去 GTO龐大而復(fù)雜的緩沖電路，只不過所需的驅(qū)動(dòng)功率仍很大；? IGCT可望成為高功率高電壓低頻電力電子裝置的優(yōu)選功率器件之一。l 靜電感應(yīng)晶體管 l 靜電感應(yīng)晶閘管 l MOS控制晶閘管 l 集成門極換流晶閘管 l 功率模塊與功率集成電路 、其它新型電力電子器件 功率模塊與功率集成電路 216。 20世紀(jì) 80年代中后期開始，模塊化趨勢(shì)，將多個(gè)器件封裝在一個(gè)模塊中，稱為功率模塊。? 可縮小裝置體積，降低成本，提高可靠性。? 對(duì)工作頻率高的電路，可大大減小線路電感，從而簡(jiǎn)化對(duì)保護(hù)和緩沖電路的要求。? 將器件與邏輯、控制、保護(hù)、傳感、檢測(cè)、自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上，稱為功率集成電路（ Power Integrated Circuit——PIC ）。PIC （ Power Integrated Circuit）：v 類似功率集成電路的還有許多名稱，但實(shí)際上各有側(cè)重 :216。 高壓集成電路 （ High Voltage IC，簡(jiǎn)稱 HVIC，一般指橫向高壓器件與邏輯或模擬控制電路的單片集成） 。216。 智能功率集成電路 （ Smart Power IC，簡(jiǎn)稱SPIC，一般指縱向功率器件與邏輯或模擬控制電路的單片集成） 。216。 智能功率模塊 （ Intelligent Power Module，簡(jiǎn)稱 IPM，專指 IGBT及其輔助器件與其保護(hù)和驅(qū)動(dòng)電路的單片集成，也稱智能 IGBT）。 功率模塊與功率集成電路 v 、電力電子器件的基本模型 v 、 電力二極管 v 、 晶閘管v 、 可關(guān)斷晶閘管 v 、 電力晶體管 v 、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 v 、絕緣柵雙極型晶體管 v 、其它新型電力電子器件v 、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)第二章、 電力電子器件 、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)l 電力電子電路的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)與控制包括如下內(nèi)容：l （ 1）電力電子開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)： 驅(qū)動(dòng)器接收控制系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)，經(jīng)處理后發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給開關(guān)管，控制開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)。l （ 2）過流、過壓保護(hù)： 包括 器件保護(hù) 和 系統(tǒng)保護(hù) 兩個(gè)方面。檢測(cè)開關(guān)器件的電流、電壓，保護(hù)主電路中的開關(guān)器件，防止過流、過壓損壞開關(guān)器件。檢測(cè)系統(tǒng)電源輸入、輸出以及負(fù)載的電流、電壓，實(shí)時(shí)保護(hù)系統(tǒng)，防止系統(tǒng)崩潰而造成事故。l （ 3）緩沖器： 在開通和關(guān)斷過程中防止開關(guān)管過壓和過 流，減小 、 減小開關(guān)損耗。（ 4）濾波器： 在輸出直流的電力電子系統(tǒng)中輸出濾波器用來(lái)濾除輸出電壓或電流中的交流分量以獲得平穩(wěn)的直流電能；在輸出交流的電力電子系統(tǒng)中濾波器濾除無(wú)用的諧波以獲得期望的交流電能，提高由電源所獲取的以及輸出至負(fù)載的電力質(zhì)量。 （ 5）散熱系統(tǒng)： 散發(fā)開關(guān)器件和其他部件的功耗發(fā)熱，減小開關(guān)器件的熱心力，降低開關(guān)器件的結(jié)溫。（ 6）控制系統(tǒng)： 實(shí)現(xiàn)電力電子電路的實(shí)時(shí)、適式控制，綜合給定和反饋信號(hào)，經(jīng)處理后為開關(guān)器件提供開通、關(guān)斷信號(hào)，開機(jī)、停機(jī)信號(hào)和保護(hù)信號(hào)。 、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)v 驅(qū)動(dòng)電路v 保護(hù)電路 v 緩沖電路 v 散熱系統(tǒng) 、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù) 驅(qū)動(dòng)電路l 將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)按控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號(hào)。