第3讲电力电子器件ppt课件

1、第3讲晶闸管的参数及派生器件1-1第第1 1章章 电力电子器件电力电子器件本次课主要学习内容：本次课主要学习内容：晶闸管的主要参数。（晶闸管的主要参数。（P10P10P14P14）晶闸管派生器件的工作原理、基本特性、主要参数以及晶闸管派生器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意问题。选择和使用中应注意问题。 （P15P15P17P17）全控型器件的相关知识。全控型器件的相关知识。 （P18P18P29P29）1-21-31.2.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 断态重复峰值电压断态重复峰值电压UDRM 在门极断路而结温为额在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的定值

2、时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。正向峰值电压。 反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM 在门极断路而结温为额定在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。向峰值电压。 通态峰值电压通态峰值电压UT 晶闸管通以某一规定倍数晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。值电压。通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压23倍。使用注意：使用注意：1电压定额电压定额1-41.2.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数通态平均电流通态

3、平均电流 IT(AV IT(AV）在环境温度为在环境温度为4040C C和规定的冷却状态下，稳定结温和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。平均值。标称其额定电流的参数。使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。维持电流维持电流 IH IH 使晶闸管维持导通所必需的最小电流。使晶闸管维持导通所必需的最小电流。擎住电流擎住电流 IL IL 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持能维持导通所需的

4、最小电流。对同一晶闸管来说，通常导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常ILIL约为约为IHIH的的2424倍。倍。浪涌电流浪涌电流ITSMITSM指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流不重复性最大正向过载电流 。2 2电流定额电流定额1-51.2.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 除开通时间除开通时间tgttgt和关断时间和关断时间tqtq外，还有：外，还有：断态电压临界上升率断态电压临界上升率du/dt du/dt 指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到

5、通闸管从断态到通 态转换的外加电压最大上升率。态转换的外加电压最大上升率。 电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通闸管误导通 。 通态电流临界上升率通态电流临界上升率di/dtdi/dt 指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。的最大通态电流上升率。 如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。管损坏。3 3动态参数动态参数1-61.2.4 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件有快速晶闸管和高频晶闸管。有快速晶闸管和高频晶闸管。开关时

6、间以及开关时间以及du/dt和和di/dt耐量都有明显改善。耐量都有明显改善。普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10s左右。左右。高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高。高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高。由于工作频率较高，不能忽略其开关损耗的发热效应。由于工作频率较高，不能忽略其开关损耗的发热效应。DATASHEET1 1快速晶闸管快速晶闸管Fast Switching ThyristorFast Switching Thyristor FST)FST)1-71.2.4 晶闸管的派生器件晶闸

7、管的派生器件2 2双向晶闸管双向晶闸管Triode AC SwitchTRIACTriode AC SwitchTRIAC或或Bidirectional triode thyristorBidirectional triode thyristor）图1-10 双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性a) 电气图形符号 b) 伏安特性a)b)IOUIG=0GT1T2可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。有两个主电极T1和T2，一个门极G。在第和第III象限有对称的伏安特性。不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。DATASHEET1-81.2.4 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件逆导晶闸管逆导晶闸

8、管Reverse Conducting ThyristorRCT）a)KGAb)UOIIG=0图1-11 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性a) 电气图形符号 b) 伏安特性将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点。1-91.2.4 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件光控晶闸管光控晶闸管Light Triggered ThyristorLTT）AGKa)AK光强度强弱b)OUIA图1-12 光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性a) 电气图形符号 b) 伏安特性又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。光触发保

9、证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响。因此目前在高压大功率的场合。1-101.3 典型全控型器件典型全控型器件门极可关断晶闸管在晶闸管问世后不久出现。20世纪80年代以来，电力电子技术进入了一个崭新时代。典型代表门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管。1-111.3 典型全控型器件典型全控型器件常用的典型全控型器件常用的典型全控型器件电力MOSFETIGBT单管及模块1-121.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而在兆瓦级以上的大

10、功率场合仍有较多的应用。门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管Gate-Turn-Off Thyristor GTO）1-131.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管构造：构造：与普通晶闸管的相同点：与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。外部引出阳极、阴极和门极。和普通晶闸管的不同点：和普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集是一种多元的功率集成器件。成器件。c)图1-13AGKGGKN1P1N2N2P2b)a)AGK图1-13 GTO的内部结构和电气图形符号 a) 各单元的阴极、门极间隔排列的图形 b) 并联单元结构断面示意图 c) 电气

11、图形符号1GTO的结构和工作原理的结构和工作原理1-141.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 工作原理：工作原理： 与普通晶闸管一样，可以用图与普通晶闸管一样，可以用图1-7所示的双晶体管模型来所示的双晶体管模型来分析。分析。 RN PNPN PAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a)b)图1-7 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 1+1+ 2=12=1是器件临界导通的条件。是器件临界导通的条件。 由P1N1P2和N1P2N2构成的两个晶体管V1、V2分别具有共基极电流增益1和2 。1-151.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 GTO能

12、够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别： 设计2较大，使晶体管V2控 制灵敏，易于GTO关断。 导通时1+2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。 多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。 RN P NP N PAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2b )图1-7 晶闸管的工作原理1-161.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较浅。GTO关断过程中有强烈正反馈,使器件退出饱和而关断。多元集成结构还使GTO比普通晶闸管开通过程快，承受di/dt能力强 。 由上述分析我们可

13、以得到以下结论：1-171.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管开通过程：与普通晶闸管开通过程：与普通晶闸管相同相同关断过程：与普通晶闸管关断过程：与普通晶闸管有所不同有所不同储存时间储存时间ts，使等效晶体，使等效晶体管退出饱和。管退出饱和。下降时间下降时间tf 尾部时间尾部时间tt 残存载流子残存载流子复合。复合。通常通常tf比比ts小得多，而小得多，而tt比比ts要长。要长。门极负脉冲电流幅值越大门极负脉冲电流幅值越大，ts越短。越短。Ot0tiGiAIA90%IA10%IAtttftstdtrt0t1t2t3t4t5t6 图1-14 GTO的开通和关断过程电流波形 GTO的动态特性

14、的动态特性1-181.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 GTO的主要参数的主要参数 延迟时间与上升时间之和。延迟时间一般约12s，上升时间则随通态阳极电流的增大而增大。 一般指储存时间和下降时间之和，不包括尾部时间。下降时间一般小于2s。（2） 关断时间关断时间toff（1开通时间开通时间ton 不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时，应和电力二极管串联 。 许多参数和普通晶闸管相应的参数意义相同，以下只介绍意义不同的参数。1-191.3.1 门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管（3最大可关断阳极电流最大可关断阳极电流IATO（4） 电流关断增益电流关断增益off off

15、一般很小，只有5左右，这是GTO的一个主要缺点。1000A的GTO关断时门极负脉冲电流峰值要200A 。 GTO额定电流。 最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益。（1-8）GMATOoffII1-201.3.2 电力晶体管电力晶体管电力晶体管电力晶体管Giant TransistorGTR，直译，直译为巨型晶体管）为巨型晶体管） 。耐高电压、大电流的双极结型晶体管耐高电压、大电流的双极结型晶体管Bipolar Junction TransistorBJT），英文有时候也），英文有时候也称为称为Power BJT。DATASHEET 1 2 应用应用20世纪世纪80

16、年代以来，在中、小功率范围内取代年代以来，在中、小功率范围内取代晶 闸 管 ， 但 目 前 又 大 多 被晶 闸 管 ， 但 目 前 又 大 多 被 I G B T 和 电 力和 电 力MOSFET取代。取代。术语用法：术语用法：1-21与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构。采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成 。1.3.2 电力晶体管电力晶体管1GTR的结构和工作原理的结构和工作原理图1-15 GTR的结构、电气图形符号和内部载流子的流动 a) 内部结构断面示意图 b) 电气图形符号 c) 内部载流

17、子的流动1-221.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管 分为结型和绝缘栅型 通常主要指绝缘栅型中的MOS型Metal Oxide Semiconductor FET） 简称电力MOSFETPower MOSFET） 结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管Static Induction TransistorSIT） 特点用栅极电压来控制漏极电流 驱动电路简单，需要的驱动功率小。 开关速度快，工作频率高。 热稳定性优于GTR。 电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置 。电力场效应晶体管电力场效应晶体管1-231.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管电力电力

18、MOSFET的种类的种类 按导电沟道可分为按导电沟道可分为P沟道和沟道和N沟道。沟道。 耗尽型耗尽型当栅极电压为零时漏源极之间就存当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。在导电沟道。 增强型增强型对于对于NP沟道器件，栅极电压沟道器件，栅极电压大于小于零时才存在导电沟道。大于小于零时才存在导电沟道。 电力电力MOSFET主要是主要是N沟道增强型。沟道增强型。DATASHEET1电力电力MOSFET的结构和工作原理的结构和工作原理1-241.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管电力电力MOSFET的结构的结构是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别。采用多元集成结构

19、，不同的生产厂家采用了不同设计。N+GSDP沟道b)N+N-SGDPPN+N+N+沟道a)GSDN沟道图1-19图1-19 电力MOSFET的结构和电气图形符号1-251.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管 小功率MOS管是横向导电器件。 电力MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFETVertical MOSFET）。 按垂直导电结构的差异，分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFETVertical Double-diffused MOSFET）。 这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。电力电力MOSFET的结构的结构1-26

20、1.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。导电：在栅源极间加正电压UGS当UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电 。N+GSDP沟道b)N+N-SGDPPN+N+N+沟道a)GSDN沟道图1-19图1-19 电力MOSFET的结构和电气图形符号电力电力MOSFET的工作原理的工作原理1-271.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管 (1) 静态特性静态特性漏极电流漏极电流ID和栅源间电压和栅源间电压UGS的关系称为的关

21、系称为MOSFET的转移特性。的转移特性。ID较大时，较大时，ID与与UGS的关的关系近似线性，曲线的斜率系近似线性，曲线的斜率定义为跨导定义为跨导Gfs。010203050402468a)10203050400b)1020 305040饱和区非饱和区截止区ID/AUTUGS/VUDS/VUGS=UT=3VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7VUGS=8VID/A图1-20 电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性2电力电力MOSFET的基本特性的基本特性1-281.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管截止区对应于GTR的截止区）饱和区对应于GTR的放

22、大区）非饱和区对应GTR的饱和区）工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通。通态电阻具有正温度系数，对器件并联时的均流有利。图1-20电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性MOSFET的漏极伏安特性：的漏极伏安特性：010203050402468a)10203050400b)10 20 305040饱和区非饱和区截止区ID/AUTUGS/VUDS/VUGS=UT=3VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7VUGS=8VID/A1-291.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管开通过程开通过程开

23、通延迟时间开通延迟时间td(on) 上升时间上升时间tr开通时间开通时间ton开通延开通延迟时间与上升时间之迟时间与上升时间之和和关断过程关断过程关断延迟时间关断延迟时间td(off)下降时间下降时间tf关断时间关断时间toff关断延关断延迟时间和下降时间之迟时间和下降时间之和和a）b)RsRGRFRLiDuGSupiD信号+UEiDOOOuptttuGSuGSPuTtd(on)trtd(off)tf图1-21 电力MOSFET的开关过程a) 测试电路 b) 开关过程波形up脉冲信号源，Rs信号源内阻，RG栅极电阻，RL负载电阻，RF检测漏极电流(2) 动态特性1-301.3.3 电力场效应晶

24、体管电力场效应晶体管 MOSFET的开关速度和的开关速度和Cin充放电有很大关系。充放电有很大关系。 可降低驱动电路内阻可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数，加快开关速度减小时间常数，加快开关速度。 不存在少子储存效应，关断过程非常迅速。不存在少子储存效应，关断过程非常迅速。 开关时间在开关时间在10100ns之间，工作频率可达之间，工作频率可达100kHz以上以上，是主要电力电子器件中最高的。，是主要电力电子器件中最高的。 场控器件，静态时几乎不需输入电流。但在开关过程场控器件，静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功

25、率。 开关频率越高，所需要的驱动功率越大。开关频率越高，所需要的驱动功率越大。MOSFET的开关速度的开关速度1-311.3.3 电力场效应晶体管电力场效应晶体管3) 电力电力MOSFET的主要参数的主要参数 电力MOSFET电压定额(1) 漏极电压漏极电压UDS (2) 漏极直流电流漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值和漏极脉冲电流幅值IDM电力MOSFET电流定额(3) 栅源电压栅源电压UGS UGS20V将导致绝缘层击穿 。 除跨导Gfs、开启电压UT以及td(on)、tr、td(off)和tf之外还有： (4) 极间电容极间电容极间电容CGS、CGD和CDS1-321.3.4 绝缘栅双极

26、晶体管绝缘栅双极晶体管两类器件取长补短结合而成的复合器件Bi-MOS器件绝缘栅双极晶体管Insulated-gate Bipolar TransistorIGBT或IGT）(DATASHEET 1 2 )GTR和MOSFET复合，结合二者的优点。1986年投入市场，是中小功率电力电子设备的主导器件。继续提高电压和电流容量，以期再取代GTO的地位。 GTR和GTO的特点双极型，电流驱动，有电导调制效应，通流能力很强，开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂。 MOSFET的优点单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单。1-331.3.4 绝缘栅双极晶

27、体管绝缘栅双极晶体管1) IGBT的结构和工作原理的结构和工作原理三端器件：栅极三端器件：栅极G、集电极、集电极C和发射极和发射极EEGCN+N-a)PN+N+PN+N+P+发 射 极 栅 极集 电 极注 入 区缓 冲 区漂 移 区J3J2J1GEC+-+-+-IDRNICVJ1IDRonb)GCc)图1-22 IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号1-341.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管 图1-22aN沟道VDMOSFET与GTR组合N沟道IGBT。 IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，具有很强的通流能力

28、。 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 RN为晶体管基区内的调制电阻。EGCN+N-a)PN+N+PN+N+P+发 射 极栅 极集 电 极注 入 区缓 冲 区漂 移 区J3J2J1GEC+-+-+-IDRNICVJ1IDRonb)GCc)图1-22 IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号 IGBT的结构的结构1-351.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管 驱动原理与电力MOSFET基本相同，场控器件，通断由栅射极电压uGE决定。导通：uGE大于开

29、启电压UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。通态压降：电导调制效应使电阻RN减小，使通态压降减小。关断：栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。 IGBT的原理的原理1-36a)b)O有源区正向阻断区饱和区反向阻断区ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(th)UGE增加1.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管2) IGBT的基本特性的基本特性 (1) IGBT的静态特性的静态特性图1-23 IGBT的转移特性和输出特性a) 转移特性 b) 输出特性转移特性转移特性IC与与UGE间

30、的关系间的关系(开启开启电压电压UGE(th)输出特性输出特性分为三个区域：正分为三个区域：正向阻断区、有源区向阻断区、有源区和饱和区。和饱和区。1-371.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICM图1-24 IGBT的开关过程 IGBT的开通过程的开通过程 与与MOSFET的相似的相似 开通延迟时间开通延迟时间td(on) 电流上升时间电流上升时间tr 开通时间开通时间ton uCE的下降过程分为的

31、下降过程分为tfv1和和tfv2两段。两段。 t f v 1 I G B T 中中MOSFET单独工作的电单独工作的电压下降过程；压下降过程； tfv2MOSFET和和PNP晶体管同时工作的晶体管同时工作的电压下降过程。电压下降过程。 (2) IGBT的动态特性的动态特性1-381.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管图1-24 IGBT的开关过程关断延迟时间关断延迟时间td(off）电流下降时间电流下降时间 关断时间关断时间toff电流下降时间又可分为电流下降时间又可分为tfi1和和tfi2两段。两段。tfi1IGBT器件内部器件内部的的MOSFET的关断过程的关断过程，iC下降较快。下

32、降较快。tfi2IGBT内部的内部的PNP晶体管的关断过程晶体管的关断过程，iC下降较慢。下降较慢。 IGBT的关断过程的关断过程ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICM1-391.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管3) IGBT的主要参数的主要参数正常工作温度下允许的最大功耗 。(3) 最大集电极功耗最大集电极功耗PCM包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP 。 (2) 最大集电极电流最大集电极电流由内部PNP晶体管的击穿电

33、压确定。(1) 最大集射极间电压最大集射极间电压UCES1-401.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管 IGBT的特性和参数特点可以总结如下：的特性和参数特点可以总结如下： 开关速度高，开关损耗小。 相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR大，且 具有耐脉冲电流冲击能力。 通态压降比VDMOSFET低。 输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似。 与MOSFET和GTR相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点 。 1-411.3.4 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管 擎住效应或自锁效应：擎住效应或自锁效应： IGBT往往与反并联的快速二极管封装在一起，制成模块，成为逆

34、导器件 。最大集电极电流、最大集射极间电压和最大允许电压上升率duCE/dt确定。 反向偏置安全工作区反向偏置安全工作区RBSOA）最大集电极电流、最大集射极间电压和最大集电极功耗确定。 正偏安全工作区正偏安全工作区FBSOA） 动态擎住效应比静态擎住效应所允许的集电极电流小。 擎住效应曾限制IGBT电流容量提高，20世纪90年代中后期开始逐渐解决。NPN晶体管基极与发射极之间存在体区短路电阻，P形体区的横向空穴电流会在该电阻上产生压降，相当于对J3结施加正偏压，一旦J3开通，栅极就会失去对集电极电流的控制作用，电流失控。1-421.4 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件1-431.4.

35、1 MOS控制晶闸管控制晶闸管MCT MCT结合了二者的优点： 承受极高di/dt和du/dt，快速的开关过程，开关损耗小。 高电压，大电流、高载流密度，低导通压降。 一个MCT器件由数以万计的MCT元组成。 每个元的组成为：一个PNPN晶闸管，一个控制该晶闸管开通的MOSFET，和一个控制该晶闸管关断的MOSFET。 其关键技术问题没有大的突破，电压和电流容量都远未达到预期的数值，未能投入实际应用。 MCTMOS Controlled Thyristor）MOSFET与晶闸管的复合与晶闸管的复合(DATASHEET)1-441.4.2 静电感应晶体管静电感应晶体管SIT多子导电的器件，工作频率与电力MOSFET相当，甚至更高，功率容量更大，因而适用于高频大功率场合。在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等领域获得应用。缺点：栅极不加信号时导通，加负偏压时关断，称为正常导通型器件，使用不太方便。通态电阻较大，通态损耗也大，因而还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用。SITStatic Induction Transistor）结型场结型场效应晶体管效应晶体管1-451.4.3 静电感应晶闸管静电感应晶闸管SITH SITH是两种载流子导电的双极型器件，具有电导调制效应，通态压降低、通流能力强。 其很多特性与GTO类似，