【正文】 率決定了電力MOSFET的安全工作區(qū)?7絕緣柵雙極晶體管(Insulatedgate Bipolar Transistor, IGBT or IGT)綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點 場控器件內(nèi)部結構圖其開通和關斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓UGE決定的?靜態(tài)特性 轉(zhuǎn)移特性 輸出特性 動態(tài)特性開通過程開通延遲時間td(on)電流上升時間tr 電壓下降時間tfv 開通時間ton= td(on)+tr+tfvtfv分為tfv1和tfv2兩段?關斷過程關斷延遲時間td(off)電壓上升時間trv 電流下降時間tfi關斷時間toff = td(off)+trv+tfitfi分為tfi1和tfi2兩段最大集射極間電壓UCES 最大集電極電流 最大集電極功耗PCM8其他新型電力電子器件MOS控制晶閘管MCT 靜電感應晶體管SIT 靜電感應晶閘管SITH 集成門極換流晶閘管IGCT基于寬禁帶半導體材料的電力電子器件第二篇：電力電子技術總結電力電子技術總結1晶閘管是三端器件，三個引出電極分別是陽極，門極和陰極。3單相半波可控整流電路中，從晶閘管開始導通到關斷之間的角度是導通角 4在電感性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大正向電壓為√6U2 5在輸入相同幅度的交流電壓和相同控制角的條件下，三相可控整流電路與單相可控整流電路比較，三相可控可獲得較高的輸出電壓6直流斬波電路是將交流電能轉(zhuǎn)化為直流電能的電路7逆變器分為有源逆變器和無源逆變器8大型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)處于滅磁運行時，三相全控橋式變流器工作于有源逆變9斬波器的時間比控制方式分為點寬調(diào)頻，定頻調(diào)寬，調(diào)寬調(diào)頻三種 10 DC/DC變換的兩種主要形式為斬波電路控制型和直交直電路 11在三相全控橋式變流電路中，控制角和逆變角的關系為α+β=π12三相橋式可控整流電路中，整流二極管在每個輸入電壓基波周期內(nèi)環(huán)流次數(shù)為6次 13在三相全控橋式整流逆變電路中，直流側輸出電壓Ud= 14在大多數(shù)工程應用中，一般取最小逆變角β的范圍是β=30176。 16單相橋式整流電路能否用于有源逆變電路中 是17改變SPWM逆變器中的調(diào)制比，可以改變輸出電壓的幅值 電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)貯能元件是大電感19三相半波可控整流電路能否用于有源逆變電路中？ 能20在三相全控整流電路中交流非線性壓敏電阻過電壓保護電路的連接方式有星型和三角形 21抑制過電壓的方法之一是用儲能元件吸收可能產(chǎn)生過電壓的能量，并用電阻將其消耗 22為了利用功率晶閘管的關斷，驅(qū)動電流后延應是一個負脈沖 180176。25恒流驅(qū)動電路中抗飽和電路的主要作用是減小器件的存儲時間，從而加快關斷時間。 27整流電路的總的功率因數(shù)P/S 28 PWM跟蹤控制法的常用的有滯環(huán)比較方式和三角波比較方式29單相PWM控制整流電路中，電源IsY與Us完全相位時，該電路工作在整流狀態(tài) 30 PWM控制電路中載波比為載波頻率與調(diào)制信號之比 Fc/Fr 31電力電子就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，是應用于電力領域的電子技術，主要用于電力變換。33整流電路：將交流電能變成直流電能供給直流用電設備的變流裝置。36無源逆變電路：將交流側不與電網(wǎng)連接，而直接接到負載的電路。40異步調(diào)制：載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(diào)制方式，即N值不斷變化。43分段同步調(diào)制：把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持載波比N為恒定，不同頻段內(nèi)的載波比不同。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。關鍵詞：IGBT；半導體；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景Present situation and development trend of IGBT researchABSTRACT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), insulated gate bipolar transistor, is posed of BJT(bipolar transistor)and MOS(insulated gate FET)posite full controlled voltage posed of driven power semiconductor devices, has the advantages of high input impedance and low conductance GTR with MOSFET through the two aspects pressure GTR saturation voltage is reduced, the carrier current density is large, but the driving current is driving power of MOSFET is very small and the switching speed is fast, but the turnon voltage drop is large and the carrier current density is bines the advantages of the above two devices, small driving power and lower saturation voltage KEYWORD:IGBT。Status。進入70 年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品, 普通晶閘管不能自關斷的半控型器件, 被稱為第一代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件, 開始向大容易高頻率、響應快、低損耗方向發(fā)展。IGBT集Bipolar器件通態(tài)壓降小、載流密度大、耐壓高和功率MOSFET驅(qū)動功率小、開關速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點于一身。自IGBT商業(yè)化應用以來，作為新型功率半導體器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的頻率應用范圍內(nèi)占據(jù)重要地位，其電壓范圍為600V—6500V，電流范圍為1A—3600A(140mm x 190mm模塊)。采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術，因此被稱為功率變流產(chǎn)品的“CPU”、“綠色經(jīng)濟之核”。 IGBT的各種有關參數(shù)低功率IGBT應用范圍一般都在600V、1KA、1KHZ以上區(qū)域，為滿足家電行業(yè)的需求，ST半導體，三菱公司推出低功率IGBT產(chǎn)品，適用于微波爐，洗衣機等。 開關頻率IGBT的開通過程按時間可以分為四個過程，如下：第一：門射電壓Vge小于閥值電壓Vth時。當器件的集電極電流IC 和集射電壓VCE均保持不變時，CGEI就是影響其導通延遲時間tdon的唯一因素。其中，dVge/dt由器件的門極電阻Rg和門射電容CGEI所決定（對于高壓型IGBT來說，門集電容Cgc可忽略不計）。第四：通之后，器件進入穩(wěn)定的導通狀態(tài)。在任何情況下，如果MOSFET電流在開關階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是因為換向開始后，在N層內(nèi)還存在少數(shù)的載流子(少子)。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形，集電極電流引起以下問題：功耗升高；交叉導通問題，特別是在使用續(xù)流二極管的設備上，問題更加明顯。因此，根據(jù)所達到的溫度，降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的。在+20℃情況下，實測60 A，1200 V 以下的 IGBT 開通電壓閥值為5～6 V，在實際使用時，為獲得最小導通壓降，應選取Ugc≥(～3)Uge(th)，當Uge 增加時，導通時集射電壓Uce將減小，開通損耗隨之減小，但在負載短路過程Uge 增加，集電極電流Ic也將隨之增加，使得 IGBT 能承受短路損壞的脈寬變窄，因此Ugc的選擇不應太大，這足以使 IGBT 完全飽和，同時也限制了短路電流及其所帶來的應力(在具有短路工作過程的設備中，如在電機中使用IGBT時，+Uge在滿足要求的情況下盡量選取最小值，以提高其耐短路能力）。從減小損耗角度講，門極驅(qū)動電壓脈沖的上升沿和下降沿要盡量陡峭，前沿很陡的門極電壓使 IGBT 快速開通，達到飽和的時間很短，因此可以降低開通損耗，同理，在 IGBT 關斷時，陡峭的下降沿可以縮短關斷時間，從而減小了關斷損耗，發(fā)熱量降低。因為在這種情況下，IGBT過快的開通與關斷將在電路中產(chǎn)生頻率很高、幅值很大、脈寬很窄的尖峰電壓 Ldi