全控器件和其他新型器-在線瀏覽
2025-07-01 01:58本頁(yè)面
【正文】 線限定。GTR的二次擊穿現(xiàn)象與安全工作區(qū)二次擊穿功率耗散功率 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)OxideSemiconductorMOSFET）結(jié)型電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（ StaticTransistor——SIT ）開關(guān)速度快，工作頻率高。 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)按導(dǎo)電溝道可分為 P溝道 和 N溝道 。耗盡型 —— 當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道。增強(qiáng)型 —— 對(duì)于 N（ P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道。電力 MOSFET主要是 N溝道增強(qiáng)型 。電力 MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)增加了低摻雜 N區(qū)，提高耐壓能力；但無(wú)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。 典型全控型器件好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)截止 ： 漏源極間加正電源 ， 柵源極間電壓為零 。導(dǎo)電 ： 在柵源極間加正電壓 UGS– 當(dāng) UGS大于 UT時(shí)， P型半導(dǎo)體 反– 型 成 N型而成為 反型層 ，該反 型– 層 形成 N導(dǎo)電溝道 而使 PN結(jié) J1消失 ，– 漏極 和源極導(dǎo)電 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極絕緣好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)(1)靜態(tài)特性漏極電流 ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為 MOSFET的 轉(zhuǎn)移特性 。電力 MOSFET的轉(zhuǎn)移特性2.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止區(qū) （對(duì)應(yīng)于 GTR的截止區(qū)）飽和區(qū) （對(duì)應(yīng)于 GTR的放大區(qū)）非飽和區(qū) （對(duì)應(yīng) GTR的飽和區(qū)）工作在開關(guān)狀態(tài)，即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。通態(tài)電阻具有 正溫度系數(shù) ，對(duì)器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。上升時(shí)間 tr開通時(shí)間 ton=td(on)電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管圖 1 Power MOSFET的開關(guān)過(guò)程波形電平驅(qū)動(dòng)、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)可降低驅(qū)動(dòng)電路 內(nèi)阻減小 時(shí)間常數(shù)，加快開關(guān)速度。開關(guān)時(shí)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。但在開關(guān)過(guò)程中需對(duì)輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動(dòng) 功率，但很小。MOSFET的開關(guān)速度 典型全控型器件電力 MOSFET的主要參數(shù) —— 電力 MOSFET電壓定額(1)漏極電壓 UDS ?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(chǎng)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 （ InsulatedgateTransistor）GTR和 MOSFET復(fù)合 ，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)。GTR和 GTO的特點(diǎn) —— 雙極型，電流驅(qū)動(dòng)，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(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜。 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.內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b)電氣圖形符號(hào)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。簡(jiǎn)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(gè)由 MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū) PNP晶體管。 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(dòng) 原理與電力 MOSFET基本相同，場(chǎng)控器件，通斷由柵射極電壓 uGE決定。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 。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)轉(zhuǎn)移特性 b)好學(xué)力行河南理工大學(xué)明德任責(zé)ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGE U GEMICMU CEMtfv1 tfv2tofftontfi1 tfi2t d(off) tftd(on) trU CE(on)U GEMU GEMICMICM圖 121IG
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