第章電力電子器件3

第2章電力電子器件2.1電力電子器件概述

2.2不可控器件——電力二極管

2.3半控型器件——晶閘管

2.4全控型器件

2.5功率集成電路

2.6電力電子器件的保護(hù)

返回2.1電力電子器件概述

本章介紹常見(jiàn)典型電力電子器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要參數(shù)、應(yīng)用特點(diǎn)等內(nèi)容。

電力電子器件是電力電子技術(shù)的核心。2-1-1電力電子器件概念\特征2-1-2電力電子器件分類2-1-3電力電子器件的主要技術(shù)指標(biāo)2.1.1電力電子器件的概念與特征主電路中元部件要承受較高的電壓、通過(guò)較大的電流。直接用于主電路中實(shí)現(xiàn)電能變換或控制的電子器件稱為電力電子器件。電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中直接承擔(dān)電能的變換

或控制任務(wù)的電路被稱為

主電路。與信息處理用電子器件相比，電力電子器件的一般具有如下特征：2-1-1電力電子器件的概念與特征處理電功率的能力小至毫瓦級(jí)，大至兆瓦級(jí)。電力電子器件能承受電壓和電流的能力，是其最重要的參數(shù)。如晶閘管：12000V/1000A1)能處理的電功率較大2.1.1電力電子器件的概念與特征2)電力電子器件一般工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)電力電子器件一般工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以減少器件自身?yè)p耗，提高系統(tǒng)工作可靠性與工作效率。電力電子器件導(dǎo)通時(shí)（通態(tài)）阻抗很小，管壓降接近于零，相當(dāng)于短路，而電流由外電路決定。電力電子器件阻斷時(shí)（斷態(tài)）阻抗很大，電流幾乎為零，相當(dāng)于斷路，而管子兩端電壓由外電路決定。2.1.1電力電子器件的概念與特征信息電子電路給出開(kāi)關(guān)狀態(tài)切換的控制信息決定電力電子器件何時(shí)開(kāi)通、何時(shí)關(guān)斷3)電力電子器件常采用信息電子電路進(jìn)行控制4)對(duì)電力電子器件通常采取一定保護(hù)措施電力電子器件通常價(jià)格昂貴，同時(shí)電力電子器件直接用于處理電能的主電路中，器件的損壞將導(dǎo)致整個(gè)電氣設(shè)備或系統(tǒng)工作崩潰，從而會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失，因此，要采取一定措施保證電力電子器件可靠工作。2.1.1電力電子器件的概念與特征

電力電子器件的應(yīng)用系統(tǒng)通常包括：

以電力電子器件為核心的主電路對(duì)主電路狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電路確定電力電子器件開(kāi)關(guān)控制信息的控制電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路電力電子器件的保護(hù)電路2.1.2電力電子器件的分類根據(jù)器件開(kāi)關(guān)控制能力分類根據(jù)器件參與導(dǎo)電的載流子類型分類根據(jù)器件制造材料分類不可控器件—二極管半控型器件—晶閘管全控型器件—如IGBT單極型—如MOSFET雙極型—如GTR復(fù)合型—如IGBT硅半導(dǎo)體器件,目前使用碳化硅器件2.1.3電力電子器件的主要技術(shù)指標(biāo)主要關(guān)注電氣容量、開(kāi)關(guān)特性、控制特性、熱特性等指標(biāo)。電氣容量指標(biāo):額定電壓、額定電流等開(kāi)關(guān)特性主要描述器件從導(dǎo)通到關(guān)斷或從關(guān)斷到導(dǎo)通時(shí)器件的電壓、電流隨時(shí)間變化的特性。如開(kāi)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間等2.1.3電力電子器件的主要技術(shù)指標(biāo)控制特性指標(biāo)描述可控器件開(kāi)通與關(guān)斷條件及其對(duì)控制信號(hào)的要求。如驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)電流等指標(biāo)。熱特性主要描述器件損耗導(dǎo)致器件溫升的特性。如最高結(jié)溫、熱阻等指標(biāo)。要使器件能在電路系統(tǒng)中可靠工作，器件的應(yīng)用狀況必須符合器件技術(shù)指標(biāo)所限定的條件。返回2.2不可控器件——電力二極管

1．二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體元件2．二極管的基本特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?．電力二極管的容量很大4．分為普通整流二極管，快速二極管等類2.2.2電力二極管的主要特性1靜態(tài)特性穩(wěn)態(tài)時(shí)陽(yáng)極電流與其陽(yáng)極陰極間電壓的關(guān)系.UB：雪崩擊穿電壓UTO：門檻電壓，UF>UTO時(shí)二極管導(dǎo)通額定運(yùn)行時(shí)UF*IF決定通態(tài)損耗2.2.2電力二極管的主要特性2動(dòng)態(tài)特性-開(kāi)通特性反映器件在通態(tài)、斷態(tài)之間轉(zhuǎn)換過(guò)程中電流、電壓隨時(shí)間變化的特性，通常也稱為開(kāi)關(guān)特性二極管承受正向電壓時(shí),電流經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值,這個(gè)時(shí)間tfr就是正向恢復(fù)時(shí)間,或稱開(kāi)通時(shí)間。2.2.2電力二極管的主要特性2動(dòng)態(tài)特性-關(guān)斷特性2.2.2電力二極管的主要特性2動(dòng)態(tài)特性-關(guān)斷特性2-飾2-揪3二極筆管的劇主要封參數(shù)1)正向糕平均刑電流IF（AV）指在約規(guī)定善的散修熱條糞件與暗管殼省溫度擱下，技二極煉管長(zhǎng)戚期運(yùn)臨行所意容許刺流過(guò)粗的最訴大工故頻正套弦半謝波電塘流的博平均暑值。擺這也之是標(biāo)糞稱器慢件額桑定電放流的扒參數(shù)頃。2)反向剪重復(fù)捉峰值靠電壓URR播MURR懸M通常嗎規(guī)定劉為雪半崩擊豬穿電把壓的2/篩3。應(yīng)針用中極所選氏二極邀管的斬反向發(fā)重復(fù)嘴峰值沫電壓嫩應(yīng)為己該二勁極管虧實(shí)際斬承受黃的反蠢向電逼壓峰術(shù)值的2~日3倍。2-歷2-睜3二極喊管的梁主要箭參數(shù)3)正向光壓降UF4)反向其恢復(fù)諷時(shí)間trr一般賽稱反聲向恢攻復(fù)時(shí)太間在5微秒閑以上厚的二倦極管糟為普嚇通二升極管油，反銅向恢傅復(fù)時(shí)冬間在5微秒循以下誤的二麻極管梨為快斃恢復(fù)湖二極去管。橡普通目二極慶管多俱用于濁開(kāi)關(guān)腳頻率罪在1kH死z以下寬的整需流電養(yǎng)路中委。在秧高頻響開(kāi)關(guān)恐電路汽中，抖通常杏選擇就二極扒管的trr為其茅開(kāi)關(guān)貢周期沫的百堆分之涉一以某下。5)最高吧工作呈結(jié)溫Tjmax在規(guī)歉定電勾流和豆散熱感條件肌下，PN結(jié)不患致?lián)p估壞條塑件下崖所能駁承受劍的最競(jìng)高平值均溫途度返回2.蓄3半控食型器田件——晶閘撤管晶閘搞管—Th久yr坊is悲te能r曾被厘稱為宵可控禍硅整斑流器指或可柔控硅—S希il葬ic向on冒C營(yíng)on饒tr港ol目le誰(shuí)d變Re券ct搖if克ie素r.1嫩95艱7年被煩發(fā)明,三端慈四層劃半控雨型器污件.工作殿頻率醒較低.能承叉受的禽電壓洗、電旨流在毯可控勒器件橋中最誰(shuí)大.通常丈采用錦相控液技術(shù)歉進(jìn)行遠(yuǎn)控制.大量章應(yīng)用臘于交騙流變粉直流勝的整賄流電近路中2.考3.其1晶閘剃管的仙結(jié)構(gòu)她與工念作原常理1)晶閘陵管結(jié)她構(gòu)2.烤3.賊1晶閘栗管的蝦結(jié)構(gòu)五與工裁作原藥理2)晶閘懷管的藝工作開(kāi)原理（1）反讀向阻晝斷特慣性（2）不褲加門兼極電菊壓時(shí)背正向蔬阻斷閑特性此時(shí)PN結(jié)J1總是島處于同反偏蠟狀態(tài)青，因櫻而晶搬閘管字處于懷關(guān)斷幟狀態(tài)此時(shí)PN結(jié)J2處于粘反偏脹狀態(tài)扶，晶悼閘管就仍處臨于關(guān)曠斷狀勤態(tài)（3）導(dǎo)萌通工符作狀水態(tài)2晶閘章管的洞工作棗原理晶閘管處于阻斷狀態(tài)且時(shí)，在門極加上驅(qū)動(dòng)電流則：

正反枯饋過(guò)術(shù)程將性使晶御體管卡進(jìn)入師飽和阿導(dǎo)通龍狀態(tài)丟，晶圣閘管踐導(dǎo)通渾，最皂后陽(yáng)敬極電副流由匪外部幸限流是電阻斑決定桿。從阻槍斷到葡導(dǎo)通葉過(guò)程:（3）導(dǎo)雁通工督作狀見(jiàn)態(tài)2晶閘企管的覺(jué)工作申原理導(dǎo)通粒的維翁持:晶閘蟲(chóng)管導(dǎo)冒通后傅，即旬使移射掉門直極觸下發(fā)信蒙號(hào)，懶此時(shí)IC1大于鞋觸發(fā)哪所需柜電流里值，知因此秀晶閘斜管會(huì)刑保持貿(mào)導(dǎo)通靈狀態(tài)疊不變嬌。導(dǎo)通際條件:1UAK>02給門配極加插觸發(fā)圈脈沖（4）關(guān)植斷條高件2晶閘殊管的拒工作券原理1給陽(yáng)料極加刊反壓此時(shí)PN結(jié)J1總是桃處于絹反偏杠狀態(tài)禾，晶軋閘管胸關(guān)斷2降低異陽(yáng)極栗電流杏，使久晶閘復(fù)管內(nèi)固等效樓雙晶起體管斥進(jìn)入珍陽(yáng)極茫電流股減小截的正莖反饋安過(guò)程丸，最彼終使曾陽(yáng)極者電流扒為零幅而關(guān)眠斷2.救3.動(dòng)2晶閘白管的獅基本耗特性1)晶閘盲管的板伏安好特性伏安欄特性--陽(yáng)極錦陰極紛間的盾電壓兔和陽(yáng)違極電仍流間傾的關(guān)謀系正向酸轉(zhuǎn)折這電壓—IG=0對(duì)應(yīng)嚴(yán)的最萍大正級(jí)向阻欺斷電臺(tái)壓擎住便電流--由阻淚斷態(tài)慰變?yōu)槟粚?dǎo)通包態(tài)且滅維持傅導(dǎo)通瘋的最泄小陽(yáng)碰極電點(diǎn)流維持咽電流--維持上晶閘名管導(dǎo)蒼通的旅最小霞電流2.渾3.斗2晶閘諒管的耽基本表特性1.晶閘摸管的亂伏安腸特性伏安皺特性--陽(yáng)極查陰極示間的飲電壓比和陽(yáng)你極電割流間煙的關(guān)押系反向黑擊穿詳電壓--使晶桂閘管王由反姿向阻植斷狀攔態(tài)變盛為反魄向擊轉(zhuǎn)穿的恭最小退電壓晶閘志管處桃于反黃向阻河斷/正向洞阻斷敞時(shí)陽(yáng)劃極漏指電流關(guān)很小,相當(dāng)降于開(kāi)物路2.爸3.罩2晶閘照管的栽基本加特性2)晶閘衛(wèi)管的真動(dòng)態(tài)栽特性--開(kāi)通描和關(guān)幟斷過(guò)匆程中責(zé)陽(yáng)極于電流秧、陽(yáng)識(shí)極與笛陰極娘間電危壓及揉晶閘粒管的增損耗液隨時(shí)革間變補(bǔ)化的露特性2.役3.幅2晶閘哲管的塊基本發(fā)特性2)晶閘鄙管的你動(dòng)態(tài)侍特性開(kāi)通時(shí)間ton=td+tr導(dǎo)通延時(shí)tdtr上升時(shí)間trr反向阻斷恢復(fù)時(shí)間關(guān)斷時(shí)間toff=trr+tgrtgr正向阻斷恢復(fù)時(shí)間2.仗3.誦3晶閘粉管的運(yùn)主要便參數(shù)晶閘杜管的仗參數(shù)明很多鉆，這暢里主盈要介匪紹陽(yáng)盆極電培壓和肌電流棗參數(shù)望、動(dòng)悟態(tài)參妙數(shù)、蝕門極房誠(chéng)參數(shù)月、溫礙度特惑性參英數(shù)等.1)晶閘氏管陽(yáng)點(diǎn)極電寧壓和擇電流尺參數(shù)規(guī)定斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓（）的90%，而斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓的值應(yīng)低于正向轉(zhuǎn)折電壓，所留裕量由生產(chǎn)廠家自定。正向(斷態(tài))重復(fù)峰值電壓

2.批3.緩3晶閘輩管的勸主要寶參數(shù)1)晶閘壯管陽(yáng)谷極電唯壓和鋤電流批參數(shù)規(guī)定反向重復(fù)峰值電壓為反向不重復(fù)峰值電壓（）的90%，而反向不重復(fù)峰值電壓的值應(yīng)低于反向擊穿電壓，所留裕量由生產(chǎn)廠家自定。反向重復(fù)峰值電壓

通常把和中的較小值標(biāo)作器件的額定電壓

選用棚器件模時(shí)，絲式應(yīng)使羞器件她的額屑定電座壓為感正?；鸸ぷ鱽G電壓遲峰值互的2～3倍。1．晶椅閘管羽陽(yáng)極睡電壓細(xì)和電醉流參舌數(shù)通態(tài)平均電流

?是在環(huán)境溫度為+40度和規(guī)定的冷卻條件下，帶電阻性負(fù)載時(shí)通過(guò)工頻正弦半波電流，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定值時(shí)的最大平均電流值。按我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取該參數(shù)的整數(shù)值標(biāo)作器件的額定電流。晶閘鏟管的歸額定兄電流領(lǐng)是以憤平均駁電流位方式曲定義召的，餅但從親發(fā)熱床方面?zhèn)鱽?lái)看心，決遵定管燒子結(jié)打溫的租是電象流有甩效值鳥(niǎo)而不抓是電驕流平侄均值番，因慮此在動(dòng)應(yīng)用哪中應(yīng)晝按電流鑒有效熔值相最等的窄原則幕選擇璃晶閘罷管。1)晶閘繭管陽(yáng)篇極電猾壓和癥電流匪參數(shù)通態(tài)平均電流

正弦務(wù)半波籠電流狀平均這值與撥有效館值的述關(guān)系在實(shí)嚇際選晃用晶朋閘管施時(shí)，鹽還應(yīng)處留有派一定揚(yáng)的余尼量。導(dǎo)通常瞎選擇抽額定書(shū)電流多為正掉常工儉作值1.壇5～2倍的守晶閘曲管。1)晶閘膏管陽(yáng)鋸極電墨壓和柱電流初參數(shù)通態(tài)平均電流

電流愈有效住值相孤等的分原則虹選擇池晶閘讓管額定電流為時(shí)，容許通過(guò)的電流有效值為。另一方面，電路設(shè)計(jì)有效值為時(shí)，應(yīng)選擇額定電流為示例先計(jì)滋算實(shí)響際有猶效值:解:器件額定電流為時(shí)，其電流有效值為I=。根據(jù)有效值相等原則，并考慮到2倍余量，額定電流可選擇為：示例2.晶閘管的動(dòng)態(tài)參數(shù)

--開(kāi)通時(shí)間

--關(guān)斷時(shí)間--斷態(tài)電壓臨界上升率--通態(tài)電流臨界上升率3.門極定額參數(shù)--門極觸發(fā)電流--門極觸發(fā)電壓4.溫度特性參數(shù)--額定結(jié)溫--結(jié)殼熱阻2.以3.寧3晶閘舞管的拳主要得參數(shù)2.臂3.遞4晶閘窗管的樂(lè)門極村觸發(fā)郵電路對(duì)門諒極觸萄發(fā)信統(tǒng)號(hào)的恢要求租是：1)門極距電流局上升井率：齊觸發(fā)億脈沖排前沿奶要陡2)門極污電流蒜幅值千：合猾理的拾電流杠幅值?？墒蛊骷z導(dǎo)通牲，脈喘沖前首沿較搶大的絕電流此幅值可使毛器件溪更快掉的導(dǎo)加通，似減少待開(kāi)通鼠損耗3)門極注脈沖論信號(hào)駕寬度允：器只件導(dǎo)露通有火一個(gè)扁過(guò)程，妹需要寶門極暗脈沖歸信號(hào)晴具有柿一定眉寬度4)門極鴉脈沖己信號(hào)杏應(yīng)不勢(shì)超過(guò)鴿門極貴電壓激、電搭流、功率叔等最刺大限饒定值5)觸發(fā)虛可靠拒，抗止干擾扛能力敏強(qiáng)2.巖3.救4晶閘牢管的寬門極用觸發(fā)獸電路電容C的作早用是倆：在T剛導(dǎo)憂通時(shí)嚼，C上電坑壓為亞零，VD全部薦加在Tm原邊叼，此擔(dān)后C上電惱壓上跑升，Tm原邊或電壓攻將下劫降，鍬這樣臣副邊慨輸出廣一個(gè)桂前沿災(zāi)幅值召較高的的脈月沖波葡形。D1、RD的作旨用是T關(guān)斷圍時(shí)釋繼放儲(chǔ)航存在Tm中的診磁場(chǎng)搬能量塑，防素止關(guān)疊斷時(shí)腸因脈甘沖變嶼壓器暗原邊燒電感硬產(chǎn)生兩過(guò)高斑的反濃電勢(shì)漲而擊隨穿晶媽體管T。D3的作尺用是迎將關(guān)遇斷時(shí)伏脈沖娛變壓陡器副川邊產(chǎn)抓生的弊負(fù)電提壓信懸號(hào)短疏路，剪防止唉其損栗壞晶渣閘管巨門極絲式。2.什3.挎5晶閘隙管的遲派生柱器件1)雙向含晶閘識(shí)管--通常役采用拴負(fù)脈工沖觸悼發(fā)--采用射電流臥有效炒值作捆為額提定電梯流參票數(shù)--多用草于交援流調(diào)婆壓、固態(tài)垮繼電悅器等電路2)逆導(dǎo)恢晶閘屆管--逆導(dǎo)珍晶閘修管的艦正向浙特性使與普赤通晶指閘管統(tǒng)相同蹈，具攀有開(kāi)床通可值控性幅，而蓮反向滾特性冊(cè)與二另極管倍正向暢導(dǎo)電般特性密相同鴉。--用于膝不需仍要阻胡斷反羅向電散壓的掏電路返回2.幸3.邪5晶閘榮管的穗派生此器件2.氏4全控滔型器校件電流現(xiàn)控制厭型電流甩控制鴨型器性件從四控制姻極注隸入或森抽取新電流鉗信號(hào)溉來(lái)控公制器味件的胳開(kāi)通俘或關(guān)錯(cuò)斷.如可濤關(guān)斷該晶閘養(yǎng)管（GT閘O）、集成汁門極貓換流歷晶閘找管（IG患CT）。全控冒型器唯件利用疊控制蘋(píng)信號(hào)獸可控乎制開(kāi)回通與口關(guān)斷也的器地件。袋通常奮也稱拴為自增關(guān)斷惠器件云。。分類郊：電無(wú)流控熟制型電壓禿控制再型主要初特點(diǎn)拼是：炭控制劫功率繼較大催、控兄制電卵路復(fù)幕雜、圓工作虎頻率逼較低嗚。電壓之控制則型通過(guò)弄在控淹制極高建立暢電場(chǎng)——提供讓電壓發(fā)信號(hào)尋實(shí)施律器件油的開(kāi)嶼通與穿關(guān)斷胡控制.如功察率場(chǎng)遷效應(yīng)厚管（MO幅SF率ET）、絕緣歌柵雙狀極晶別體管屢（IG千BT）2.證4全控煮型器攜件主要坦特點(diǎn)貓是：嘗控制奇功率澆小、涉控制貌電路純簡(jiǎn)單堤、工售作頻昨率較炊高。2.豬4.當(dāng)1可關(guān)吃斷晶陵閘管1)可關(guān)只斷晶梨閘管荷的結(jié)箭構(gòu)與秘工作躬原理GT催O的結(jié)濱構(gòu)示絮意圖薪、等險(xiǎn)效電水路與義電氣怕符號(hào)2.盡4.撒1可關(guān)償斷晶范閘管--恰GT鞭O的開(kāi)召通原勾理和液普通拋晶閘沃管相器同--董GT抓O能關(guān)沈斷的刪關(guān)鍵態(tài)是：魚(yú)能從投門極洗抽取醫(yī)電流軟改變糾二個(gè)釣晶體志管的例工作饒狀態(tài)逝。GT春O是從屢制造務(wù)工藝賄上做流到這撒點(diǎn)的芹。GTO能從門極抽取電流使雙晶體管進(jìn)入放大狀態(tài)而關(guān)斷2.表4.渠1可關(guān)霸斷晶嫌閘管2.賄4.俗1可關(guān)厘斷晶秒閘管2.主要惡參數(shù)最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流

利用誦門極閉脈沖腸可以性關(guān)斷界的最罩大陽(yáng)塊極電現(xiàn)流.這是曾標(biāo)稱GT腥O額定辛電流蚊容量剃的參患數(shù).門極關(guān)斷電流使GT掠O從通宵態(tài)轉(zhuǎn)菊為斷催態(tài)所愚需的躍門極漫反向膜瞬時(shí)隙峰值截電流價(jià)的最烤小值.通常~10電流關(guān)斷增益

2.孕4.劉2功率填場(chǎng)效陰應(yīng)管場(chǎng)效送應(yīng)管濕分為煙結(jié)型蘇、絕齒緣柵則型兩抓類。本節(jié)臺(tái)以絕緣天柵場(chǎng)苗效應(yīng)持管為例倒介紹樂(lè)場(chǎng)效雪應(yīng)管打的工洲作原賤理及肢其主蝕要特樓性、律參數(shù)露。絕緣泡柵型優(yōu)場(chǎng)效扁應(yīng)管蜓利用色柵極費(fèi)與源烏極間庭的電寒壓來(lái)析控制淡漏極概與源嘉極間天的等妙效電塵阻從膜而控榜制器萌件的遺開(kāi)通薦與關(guān)艇斷狀腫態(tài)。1)功率羽場(chǎng)效顯應(yīng)管犧的結(jié)眠構(gòu)與班工作瓣原理垂直習(xí)導(dǎo)電府?dāng)U散錄場(chǎng)效僚應(yīng)管右結(jié)構(gòu)描、電識(shí)路符授號(hào)絕緣層1)功率羊場(chǎng)效帥應(yīng)管安的結(jié)剝構(gòu)與科工作責(zé)原理--反向含導(dǎo)通蘆特性災(zāi)：漏極啟源極畏間的淺電壓uDS<0時(shí),臉D、S之間桃相當(dāng)食于一燥個(gè)二敞極管(P、N-）接有齊正向顧電壓感，器煌件處妻于導(dǎo)器通狀武態(tài),承受反向電壓，之間呈現(xiàn)高阻特性，相當(dāng)于斷開(kāi)狀態(tài)。

--正向阻斷特性1)功率手場(chǎng)效引應(yīng)管改的結(jié)筐構(gòu)與聞工作塘原理--正向搏導(dǎo)通餃特性（VDS>0）VGS>0時(shí)，笑柵源線結(jié)相旋當(dāng)于洽一電脈容，惹柵極任帶正鐮電荷廳，將帥在靠逝近柵匹極的P內(nèi)感著應(yīng)產(chǎn)凝生電奪子，顆即在P區(qū)內(nèi)云形政成一姐個(gè)反型逮層（P變到N）。反型層反型層作為導(dǎo)電溝道將源極與漏極連接在一起，形成電流通道

單極驕型器件概？注：矛撤本除柵漁源電尾壓，僑反型攝層消遙失，DS間恢惠復(fù)阻柳斷狀提態(tài)1)功率創(chuàng)場(chǎng)效誓應(yīng)管俊的結(jié)合構(gòu)與茶工作演原理使MO棋SF渣ET導(dǎo)通慘只需航建立何柵源奏間電決場(chǎng),即給京柵源勉間結(jié)魚(yú)電容寫(xiě)充電達(dá)即可似，而省給柵嬸源間甚結(jié)電效容放稿電即響可使MO竊SF狠ET關(guān)斷–電壓伐控制枝型器臣件MO偵SF裂ET柵源貓間結(jié)憂電容址很小傾，柵晴源間哪結(jié)電離容沖憐放電妥時(shí)間腔很短惜，因框此MO降SF番ET驅(qū)動(dòng)濟(jì)功率奮小，曲開(kāi)關(guān)選速度幕快。漏源差間電窩流由工反型款層提樣供通升道，逢容許輩通過(guò)素電流鈔的能豈力有縣限功率MO滲SF螺ET主要慮用于熟高頻拴、小寺功率酒場(chǎng)合攏。2)功率MO耗SF瞞ET的基尺本特扯性MO榨SF高ET的基炕本特也性包腐括靜慘態(tài)特閥性與逼動(dòng)態(tài)康特性栽。MO屯SF扯ET的靜件態(tài)特掌性指駁其轉(zhuǎn)醬移特溜性與融輸出暑特性擦，動(dòng)歐態(tài)特壓性主澡要指辯其開(kāi)誕關(guān)特梨性。1.轉(zhuǎn)移或特性轉(zhuǎn)移變特性:一定開(kāi)漏源稅電壓深下漏橡極電淹流和井柵源秩電壓代之間舞的關(guān)臟系。開(kāi)啟電壓2)功率MO突SF掀ET的基辮本特灑性2.輸出帳特性描述丸一定客柵源住電壓竄下，悠漏極傻電流古與漏肯源電喝壓的己關(guān)系Ⅰ區(qū)--非飽雹和區(qū)Ⅱ區(qū)--飽和紛區(qū)，也稱仿恒流割區(qū)Ⅲ區(qū)--截止刪區(qū)IV區(qū)--雪崩稼擊穿寬區(qū)電力禁電子越電路亭中MO絹SF禁ET主要痰工作席在非理飽和芝區(qū)、潛截止娛區(qū)，昌即工旺作在群開(kāi)關(guān)亡狀態(tài)2)功率MO龜SF網(wǎng)ET的基吐本特益性3.動(dòng)態(tài)馬特性--反映MO倘SF鏡ET的開(kāi)掀關(guān)過(guò)零程上升延遲時(shí)間td(on)上升時(shí)間tr

開(kāi)通時(shí)間

ton=td(on)+tr

下降延遲時(shí)間td(off)

下降時(shí)間tf關(guān)斷時(shí)間

toff=td(off)+tf

3)功率MO冶SF察ET的主春要參凝數(shù)主要耍參數(shù)場(chǎng)效耕應(yīng)管嫌能承襲受的嚇最高袋工作偽電壓在規(guī)愛(ài)定測(cè)覽試條病件下適場(chǎng)效狡應(yīng)管倡能承舒受的助最大漏拔極連鋤續(xù)電溝流、吐漏極騾脈沖盡電流起的幅根值一定那柵源稀電壓洋下，MO細(xì)SF俊ET從可厲變電阻區(qū)頭進(jìn)入袋飽和桿區(qū)時(shí)稍的直角流電瘡阻值通態(tài)批電阻息越小渡，通吩態(tài)損饅耗越嬌少漏極擊穿電壓UDS

漏極連續(xù)電流ID/漏極脈沖電流幅值IDM通態(tài)電阻RON

3)功率MO廉SF秤ET的主族要參婦數(shù)主要五參數(shù)漏源叫之間怎形成且導(dǎo)電愁溝道寄所需平的最層小柵伏源電礙壓。開(kāi)啟仿電壓槐多為5V左右陷。開(kāi)啟電壓UGS(th)

保證成柵源啟絕緣甩不被泳擊穿功的最頌高電問(wèn)壓BUGS通常胃為20伏柵源擊穿電壓BUGS

開(kāi)通時(shí)間ton與關(guān)斷時(shí)間toff4)閃M址OS搏FE辮T的柵路極驅(qū)領(lǐng)動(dòng)電晉路MO主SF緞ET是電首壓控點(diǎn)制型丸器件集，開(kāi)關(guān)扎過(guò)程悶中只約要對(duì)械等效韻輸入濱電容歸充放齒電即可伙。設(shè)MO碰SF蚊ET穩(wěn)態(tài)江導(dǎo)通輝時(shí)柵熄源電淋壓為UGS等效抵柵極饅輸入同電容崖為Cin開(kāi)通甜時(shí)驅(qū)壺動(dòng)電孔路提造供的系充電遠(yuǎn)電流溝近似頸為:關(guān)斷儀時(shí)驅(qū)揚(yáng)動(dòng)電錦路抽右取的登電流憤近似福為:4)諷M測(cè)OS典FE榨T的柵降極驅(qū)慎動(dòng)電苦路采用批光耦屯隔離減的MO鄭SF鉆ET的典盼型驅(qū)桂動(dòng)電要路tubtuatuGStui?輸入曬電容惜在開(kāi)碼通過(guò)舍程中攀是變史化的!2.收4.漆3絕緣救柵雙過(guò)極晶歡體管（IG孫BT）1)絕緣它柵雙著極晶飼體管悼的結(jié)繭構(gòu)與故工作盆原理IG握BT：In貪su越la碗te去d值Ga有te殃B柳ip禁ol必ar悔T體ra煩ns昏is舞to吸rC-集電牽極E-發(fā)射狹極G-柵極2.嗽4.鄙3絕緣辯柵雙籃極晶婆體管銹（IG宅BT）1)絕緣訴柵雙護(hù)極晶辛體管送的結(jié)頁(yè)構(gòu)與祥工作越原理MO遲SF慰ET關(guān)斷修時(shí)，PN其P管也工關(guān)斷瞧，IG臥BT處于斤阻斷輩狀態(tài)MO看SF婆ET導(dǎo)通愚時(shí)PN漸P管隨打之導(dǎo)邊通，IG掙BT處于蜘導(dǎo)通蘆狀態(tài)稅。通過(guò)飾控制MO辯SF塌ET來(lái)控由制PN載P三極撓管，烏從而沖控制IG串BT的開(kāi)被通與聲關(guān)斷墳。2)絕緣指柵雙沈極晶抱體管貧的基伍本特從性1.轉(zhuǎn)移彼特性指在振一定C、E電壓而下，暗輸出童集電崗極電框流iC與G、E間電浙壓uGE之間李的關(guān)勾系。開(kāi)啟電壓

才產(chǎn)生集電極電流時(shí)IGBT2.伏安派特性2)絕緣些柵雙喘極晶處體管鞏的基慚本特?fù)嵝灾敢远钖艠O猛電壓uGE為參卵變量群時(shí)，淺集電笛極電醬流iC與集軍射極豆電壓iCE之間櫻的關(guān)蝴系。UFB象R正向班擊穿恭電壓URM反向貌擊穿哨電壓3.動(dòng)態(tài)胃特性指IG形BT開(kāi)通培和關(guān)湖斷過(guò)愛(ài)程中最集電節(jié)極電咳流、迎集射說(shuō)極電鍵壓及六動(dòng)態(tài)冤損耗亞隨時(shí)井間變偵化的稱特性酬。3)擎住凱效應(yīng)很小，通常情況下上壓降不足以使導(dǎo)通,MOSFET的開(kāi)通與關(guān)斷可控制的開(kāi)與關(guān)擎住效應(yīng)上壓降較大使導(dǎo)通，開(kāi)與關(guān)不受MOSFET控制.過(guò)大的

原因.過(guò)快閃集射師極電壓軌變化.過(guò)高斗集射極電伏壓4)壁I夫GB你T的主飲要參洞數(shù)柵極—發(fā)射極開(kāi)啟電壓

柵極—發(fā)射極擊穿電壓

集電極—發(fā)射極正向擊穿電壓

最大集電極電流

飽和壓降

開(kāi)關(guān)時(shí)間

結(jié)殼熱阻

IG忠BT驅(qū)動(dòng)石電路供工作鏟原理漁和MO障SF妨ET的驅(qū)懂動(dòng)電北路是趴相同濃的。挺目前朱對(duì)大亡中容援量器徐件常板采用井集成欺驅(qū)動(dòng)齊電路灘如EX磁B8單40等。4)攔I茅GB智T的主崗要參撐數(shù)目前IG舒BT的最分高柵重極電左壓通造常為20達(dá)V，最高弟容許辯結(jié)溫茫為15遭0℃。中小急容量IG賀BT的開(kāi)封關(guān)工隨作頻脊率在20奧k漸Hz纏~4至0役kH戰(zhàn)z,大容脈量IG姻BT的開(kāi)犧關(guān)工擱作頻即率通餡常在5講kH慚z左右IG頃BT的柵脊極驅(qū)俘動(dòng)電承壓通戴常為12申~1爹5V目前免商用IG潤(rùn)BT的集扇電極即電流妹最大償可做繳到36給00藝A，集射侍極電吩壓可施達(dá)到45塔00泡V以上IG焰BT是目吧前應(yīng)傍用最錄為廣慈泛的兵電力倉(cāng)電子誰(shuí)器件,使用別功率夜范圍丙從幾奔百瓦蠟到數(shù)苦百千曲瓦。2.肅4.冒4集成辣門極浪換流子晶閘查管(I固GC框T)IG吊CT：In暑te飯gr辦at腳ed臺(tái)G歸at開(kāi)e慎Co臨mm死ut貿(mào)at莖edTh旅yr那is在to浸r集成云門極剩換流蘇晶閘羊管是銳將門習(xí)極換少流晶久閘管GC濕T與其后門極侮驅(qū)動(dòng)參電路誓集成曬于一按體形獅成的冶器件逆。IG餅CT自19偏97年商押品化澡以來(lái)譽(yù)，已芹成功蟻應(yīng)用滿于工頂業(yè)和蠅牽引櫻傳動(dòng)汽、電為力傳么輸?shù)葞?kù)大功投率應(yīng)棕用場(chǎng)險(xiǎn)合，其是一刊種較辣理想扛的兆篩瓦級(jí)適、中頌壓開(kāi)嚴(yán)關(guān)器抱件。1)更G錄CT的結(jié)砍構(gòu)及糞其等乓效電面路與GT柴O的重緩要差園別是秋：GC萌T陽(yáng)極只內(nèi)側(cè)P與N-半導(dǎo)潤(rùn)體之似間多比了N型緩吼沖層仇，同錫時(shí)陽(yáng)萄極是暖由利衡于電邁子通謹(jǐn)過(guò)的牌較薄罰的P型半混導(dǎo)體孔構(gòu)成睛。2)學(xué)GC冰T工作貢原理忽略N和N-半導(dǎo)忽體間曲的差躍異，圾則GC岔T和GT灶O結(jié)構(gòu)憲相同出，都既可用腦雙晶毅體管替模型名來(lái)模剖擬GC島T正向攜偏置鹽時(shí)從素門極殃注入畢電流廚可使其導(dǎo)通從門極事抽取槽足夠房誠(chéng)多電派流可屈使GC盯T關(guān)斷2)勝GC防T工作翅原理采用剃“硬叉驅(qū)動(dòng)腸”很悠快將布陰極厚電流自轉(zhuǎn)換及到門輕極（寇門極僅換流偷概念鉛的來(lái)雹源）誓，從蝦而使T2首先拘關(guān)斷GC血T的關(guān)憂斷采施用“硬可驅(qū)動(dòng)?jì)伞奔夹g(shù)--“硬驅(qū)栽動(dòng)”暫是指姓在GC恩T開(kāi)關(guān)叉過(guò)程謀中的漸短時(shí)販間內(nèi)條給其棉門極爐加以葬電流回幅值侍及其墨上升梳率都席很大奶的驅(qū)被動(dòng)信聯(lián)號(hào)。GC要T關(guān)斷矮過(guò)程墓說(shuō)明T2關(guān)斷洋后,GC照T相當(dāng)療于一罷個(gè)基鑄極斷寺開(kāi)的PN香P管與美驅(qū)動(dòng)支電路睬串聯(lián)耍，因照為此償時(shí)等報(bào)效PN丙P晶體藝管基勁極開(kāi)場(chǎng)路，弦因而惹將很稈快關(guān)垃斷GC傭T門極攝關(guān)斷支增益眾僅為1,因此懼驅(qū)動(dòng)歲脈沖精電流篩很大3)彼GC恨T的驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)電路GC繡T門極乳驅(qū)動(dòng)廳電路倒通常鑄分為銀通信螞電路跌、邏咽輯控潔制電緩路、薯開(kāi)通慢電路弦、關(guān)咳斷電屈路及脫電源罩部分韻。返回2.潮5功率夫集成梨電路功率捷集成汁電路（PI鞠C：Po巨we漁r腹In停te廉gr塑at別ed勝C瞧ir秩cu想it）是指宜將功泰率半近導(dǎo)體夜器件悼和其示驅(qū)動(dòng)搶電路褲等組懇合在肝同一粘個(gè)芯使片或維是同資一個(gè)揀封裝核中。目前筆功率霧集成累電路殖內(nèi)部傘使用庭的功釀率器熟件通港常為MO肉SF斬ET或IG餡BT。采用挺功率粱集成罩電路城可以拒提高伙電路矮的功曉率密宅度，雖簡(jiǎn)化喪安裝貿(mào)工藝軍，提唇高電郊力電扒子裝粉置性秒能。功率攻集成膊電路良有很談多品阿種:智能西功率芝模塊(I親PM愿)用戶豎專用索智能刺功率鞭模塊弊（AS暖IP錯(cuò)M)簡(jiǎn)單PI俊C2.短5功率陣集成梨電路IP手M將電顆力電梨子器桿件與廈驅(qū)動(dòng)挪電路弟、保鄰護(hù)電邪路、胞檢測(cè)遺電路麗等集忽成在乏一個(gè)愚芯片企或模孫塊內(nèi)AS眠IP歉M按照乎用戶釋提供候的整胞機(jī)線鍛路，姜把所蝴有元份器件欄以裸災(zāi)片(或半似裸片)和芯思片的騾形式拉集成懶到一亞個(gè)模愛(ài)塊中簡(jiǎn)單PI敗C指處奴理功佩率較例小、融包含絡(luò)控制胞電路轉(zhuǎn)等部翅分的梯功能協(xié)較完記整的禽一種樹(shù)功率登集成牌電路典型攜的IP掏M功能失框圖變頻棟器用IP饒M模塊燈內(nèi)常絡(luò)含有6個(gè)或7個(gè)IG頸BT返回2.悠6電力涂電子違器件翼的保淹護(hù)電力秀電子歌電路鋼中可圍能出及現(xiàn)過(guò)軋壓、療過(guò)流清、過(guò)會(huì)熱及皺過(guò)高胖的電捎壓電錦流上定升率找等不訊利器王件可鬧靠工壟作的就因素應(yīng)采庭用一浮定手癢段避隔免/降低欄這些務(wù)因素虎對(duì)電弄力電護(hù)子器悶件造怨成損魄害常用豬過(guò)壓祖保護(hù)常、過(guò)蚊流保監(jiān)護(hù)、扣過(guò)熱幻玉保護(hù)紐奉等措紹施2.宏6.聚1過(guò)電皆壓保迎護(hù)過(guò)電兄壓原駛因：濕外因創(chuàng)過(guò)電光壓與巧內(nèi)因擺過(guò)電刮壓外因鹿過(guò)電麻壓主嶼要來(lái)件自雷普擊和勢(shì)系統(tǒng)參操作靈過(guò)程朗等內(nèi)因狗過(guò)電著壓主形要來(lái)分自裝腎置內(nèi)敵部器蠶件的明開(kāi)關(guān)隆過(guò)程開(kāi)關(guān)橋操作堆導(dǎo)致關(guān)電感喇電流場(chǎng)急劇狂變化束從而旅容易霸產(chǎn)生映很高針的感耀應(yīng)電稍壓過(guò)電吉壓抑芬制措枯施及忍配置俗位置F避雷釀器D變壓勵(lì)器靜借電屏騙蔽層C靜電變感應(yīng)趁過(guò)電隆壓抑鈔制電桿容RC災(zāi)1姜/R劉C2浪涌劉過(guò)電騙壓抑雁制用RC電路RC電路RV壓敏給電阻錯(cuò)過(guò)電笑壓抑秘制器RC愛(ài)D開(kāi)關(guān)伙器件邊關(guān)斷御過(guò)電邊壓抑刊制用RC烈D電路2.輛6.叼1過(guò)電冶壓保煮護(hù)典型RC過(guò)電垃壓抑孔制電以路聯(lián)晌結(jié)形械式2.飯6.捕2過(guò)電呈流保罰護(hù)過(guò)電臥流原革因：由負(fù)里載引造起,如負(fù)華載過(guò)機(jī)重甚浴至發(fā)警生短惠路電力才電子御變換歐裝置太內(nèi)部帽故障關(guān)引起醫(yī)。如帝電路參禽數(shù)變腔化、婚器件膛損壞互、電肚磁干癢擾導(dǎo)侄致控制割電路膛工作姻不正倉(cāng)常等催情況棵均可鳴能發(fā)伍生過(guò)流黑保護(hù)遇電路快分類弟：限流宏型或龍截止氏型限流睡型:不允鍬許電尾源變境換裝睬置斷普電時(shí)返，須按膨限流而型設(shè)鬼計(jì)—限流谷功能殲通常樂(lè)利用閉環(huán)解控制喊原理購(gòu)實(shí)現(xiàn)