第1讲器件、驱动、保护

1第一章电力电子器件

第一讲电力电子器件1.1电力电子器件概述1.2不可控器件—二极管1.3半控型器件—晶闸管1.4典型全控型器件1.5其它新型电力电子器件1.6电力电子器件的驱动1.7电力电子器件的保护1.8电力电子器件的串联和并联使用1.1电力电子器件概述1.处理功率的能力远大于信息电子器件。2.工作在开关状态。3.需要由信息电子电路来控制4.自身功耗远大于信息电子器件，要安装散热器主要损耗通态损耗断态损耗开关损耗关断损耗开通损耗器件功耗主要是通态损耗当f较高时，功耗主要是开关损耗一般特征分类电力电子器件的分类半控型器件（Thyristor）通过控制信号可控制通,不能控制关全控型器件（IGBT,MOSFET)通过控制信号既可控制通又可控制关又称自关断器件不可控器件(PowerDiode)不能用控制信号来控制其通断,不需要驱动电路按照驱动电路信号的性质分电流驱动型从控制端注入或抽出电流来实现通、断电压驱动型在控制端和公共端间施加电压就可实现通、断1.2电力二极管UFPuiiFuFtfrt02V1)静态特性

主要指其伏安特性IOIFU二极管的电压-电流特性随时间变化2)动态特性开通过程关断过程经一短暂时间重获反向阻断能力，进入断态。关断前有较大反向电流,伴有明显反向电压过冲正向压降先出现一个过冲UFP，经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值（如2V）。正向恢复时间tfr。电流上升率越大，UFP越高。开通过程FUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIRPdiFdtdiRdt关断过程i1)正向平均电流IF(AV)主要参数额定电流——在指定的管壳温度和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

IF(AV)是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相等的原则来选取电流定额，并应留有一定的裕量2）正向压降UF指定温度下，流过允许电流时对应的正向压降。3）反向重复峰值电压URRM能重复施加的反向最高峰值电压。使用时，应留有两倍裕量4）反向恢复时间trr

trr=td+

tf5）最高工作结温TJMTJM是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高平均温度。TJM通常在125~175C范围之内。6)浪涌电流IFSM指能承受最大的连续一个或几个工频周期的过电流1.2.3电力二极管的主要类型1）普通二极管（GeneralPurposeDiode）又称整流二极管（RectifierDiode）多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中，反向恢复时间较长正向电流定额和反向电压定额可以达到很高2)快恢复二极管（FastRecoveryDiode——FRD）简称快速二极管反向耐压多在1200V以下。分快速恢复和超快速恢复两个等级3.肖特基二极管弱点：反向耐压↑→正向压降↑，多用于200V以下。优点：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复无明显的电压过冲。反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管。效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小1.3半控器件—晶闸管晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器

（SiliconControlledRectifier——SCR）1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。1958年商业化。开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代。20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代。耐高电压大电流，工作可靠,在大容量场合具有重要地位。螺栓型平板型有三个联接端1.3.1

晶闸管的结构与工作原理常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构由两个散热器将其夹在中间晶体管的结构

EGEAR晶体管的工作原理

S形成强烈正反馈晶闸管导通IG（EG）失去作用，IA大小由外电路决定晶闸管承受正向电压UGK>0IA>IH晶闸管导通条件使晶闸管的电流小于维持电流晶闸管关断？增大R或减小EA晶闸管的结构与工作原理晶闸管的基本特性晶闸管特性曲线正向导通雪崩击穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM（1）正向特性IG=0时，器件两端加正向电压，有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值↑，正向转折电压↓晶闸管本身的压降很小，1V左右。转折电压IG2>IG1>IG阻断状态时，有极小反相漏电流。反向击穿后，可能导致发热损坏（2）反向特性100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA2)

关断过程反向阻断恢复时间trr正向阻断恢复时间tgr关断时间tq以上两者之和tq=trr+tgr

（1-7)普通晶闸管的关断时间约几百微秒2）动态特性晶闸管的开通和关断过程波形晶闸管的基本特性1)

开通过程延迟时间td(0.5~1.5s)上升时间tr

(0.5~3s)开通时间tgt以上两者之和，tgt=td+tr

晶闸管的主要参数1）电压定额断态重复峰值电压UDRM

——门极断路而结温额定时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。

反向重复峰值电压URRM

——门极断路而结温额定时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。通态（峰值）电压UT——某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。

2）电流定额通态平均电流IT(AV）允许长期流过的最大工频正弦半波电流的平均值。使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。维持电流IH

——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。擎住电流IL——刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍。浪涌电流ITSM——使超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。3）动态参数

晶闸管的主要参数除开通时间tgt和关断时间tq外，还有：断态电压临界上升率du/dt

额定结温、门极开路，从断态到通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，就会使晶闸管误导通。通态电流临界上升率di/dt——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。——如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。晶闸管的派生器件1）快速晶闸管（FastSwitchingThyristor——FST)有快速晶闸管和高频晶闸管。开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善。普通晶闸管关断时间数百微秒，快速为数十微秒，高频的10s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。由于工作频率较高，不能忽略其开关损耗的发热效应。2）双向晶闸管（TriodeACSwitch——TRIAC或Bidirectionaltriodethyristor）可认为是一对反并联普通管的集成。有两个主电极T1和T2，一个门极G。在第Ｉ和III象限有对称的伏安特性。用有效值来表示其额定电流值。GT1T2IOUIG=0逆导晶闸管（ReverseConductingThyristor-RCT）KGAUOIIG=0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。晶闸管的派生器件光控晶闸管（LightTriggeredThyristor—LTTAGKAK光强度强弱OUIA又称光触发晶闸管，利用一定波长的光照信号触发导通保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰影响。多应用在高压大功率的场合。晶闸管常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构由两个散热器将其夹在中间电力MOSFETIGBT单管及模块常用的典型全控型器件1.4典型全控型器件·引言门极可关断晶闸管——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。电力MOSFETIGBT单管及模块常用的典型全控型器件GTOGTRMOSFETIGBT（Gate-Turn-OffThyristor—GTO）GiantTransistor——GTRMetalOxideSemiconductorFETInsulated-gateBipolarTransistor—IGBT所希望的开关特性应该是：关断时的漏电流较小，导通时Uon小。很高的正反向阻断电压的能力，减少元件的串联。很大的电流导通能力。这可减少元件并联。较短的导通和关断时间，这可提高开关频率。较小的控制功率。具有阻止电压和电流上升率的能力，可以不使用外部电路保护。具有较高的dv/dt，di/dt额定值。1.GTO的结构和工作原理结构GKGKGN2N1N2P2P1AGKAa)b)c)a)各单元的阴极、门极间排列的图形b)并联单元结构断面示意图c)电气图形符号1.4.1门极可关断晶闸管–GTO可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。GTO的容量与普通晶闸管接近，在兆瓦级以上大功率场合仍有较多的应用Gate-Turn-OffThyristor与普通晶闸管的相同点PNPN四层半导体结构外部引出阳极、阴极和门极与普通晶闸管的不同点多元功率集成器件，内部包含数十个甚至数百个共阳极小GTO元GTO元的阴极和门极在内部并联在一起a)双晶体管模型b工作原理)GTO导通：与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较浅。多元集成结构使GTO比普通晶闸管开通过程快，承受di/dt能力强工作原理与普通晶闸管一样可以用双晶体管模型来分析GTO关断：门极加负脉冲即从门极抽出电流，则Ib2减小，使IK和Ic2减小，继而使IA和Ic1减小又进一步减小V2的基极电流。当IA和IK的减小到不能维持时，器件退出饱和关断2008年4月网上资料：GTO容量达到4500V/3000A,广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。1、判定GTO的电极将万用表拨至R*1档，测量任意两脚电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时呈低阻值，其它均是高阻值。1.4电力晶体管电力晶体管（GiantTransistor——GTR，直译为巨型晶体管）。20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸管，但目前又大多被IGBT和电力MOSFET取代。1）GTR的结构和工作原理与普通的双极型晶体管一样主要特性是耐压高、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单元结构。采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成单管GTR的

值通常为10左右，采用达林顿接法可有效增大电流增益

1.4电力晶体管截止区放大区饱和区OIcib3ib2ib1ib1<ib2<ib3Uce2）GTR的基本特性(1)

静态特性共发射极接法时的典型输出特性：截止区、放大区和饱和区。在开关过程中，即在截止区和饱和区之间过渡时，要经过放大区。ibIb1Ib2Icsic0090%Ib110%Ib190%Ics10%Icst0t1t2t3t4t5tttofftstftontrtd开通过程开通时间ton。关断过程关断时间toff

GTR的开关时间在几微秒以内，比晶闸管和GTO都短很多。(2)

动态特性1.4电力晶体管3）GTR的主要参数GTR上电压超过规定值时会发生击穿3)

集电极最大耗散功率PcM2)

集电极最大允许电流IcM除了、直流电流增益hFE、集射Iceo、集射Uces、ton和toff还有：1)

最高工作电压GTR的二次击穿现象与安全工作区一次击穿：集电极电压升至击穿电压时，Ic迅速增大。只要Ic不超过限度，GTR一般不会损坏，特性也不变。

二次击穿：一次击穿发生时，Ic突然急剧上升，电压陡然下降。常常立即导致器件的永久损坏，或者工作特性明显衰变。SOAOIcIcMPSBPcMUceUceM安全工作区（SafeOperatingArea-SOA）1.4电力场效应晶体管

特点——用栅极电压来控制漏极电流驱动电路简单，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，一般功率≼10kW电力场效应晶体管简称（PowerMOSFET）分为结型和绝缘栅型通常指绝缘栅型中的MOS型结型绝缘栅型MetalOxideSemiconductorFET简称静电感应晶体管（StaticInductionTransistor——SIT）电力MOSFET的种类P沟道、N沟道

耗尽型—当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。

增强型—对于N(P)沟道型，栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道

电力MOSFET主要是N沟道增强型。1）结构和工作原理1.4电力场效应晶体管导电机理与小功率MOS管相同,

结构上有区别.小MOS管横向导电采用多元集成结构结构电力MOSFET采用垂直导电结构，又称为VMOSFET（VerticalMOSFET）。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VDMOSFET（VerticalDouble-diffusedMOSFET）这里以VDMOS器件为例进行讨论电力MOSFET的工作原理截止：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。MOSFET010203050402468a)10203050400b)1020305040饱和区非饱和区截止区ID/AUTUGS/VUDS/VUGS=UT=3VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7VUGS=8VID/A2）电力MOSFET的基本特性(1)静态特性漏极电流ID和UGS的关系称为MOSFET的转移特性。ID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导Gfs。1.4电力场效应晶体管MOSFET的漏极伏安特性：工作在开关状态漏源极间有寄生二极管，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转移特性输出特性RsRGRFRLiDuGSupiD信号+UEiDOOOuptttuGSuGSPuTtd(on)trtd(off)tf脉冲信号源检测漏极电流栅极电阻开通过程关断过程动态特性MOSFET的开关速度1.4电力场效应晶体管MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系。可降低驱动电路内阻Rs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。开关时间在10~100ns之间，频率可达100kHz以上，是器件中最高的场控器件，静态时不需输入电流。但开关时需对输入电容充放电，仍需一定驱动功率开关频率越高，所需要的驱动功率越大。3)电力MOSFET的主要参数

—电力MOSFET电压定额(1)

漏极电压UDS

(2)

漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM—电力MOSFET电流定额(3)栅源电压UGS—UGS>20V将导致绝缘层击穿。除跨导Gfs、开启电压UT之外还有：

(4)极间电容—极间电容CGS、CGD和CDS1.4绝缘栅双极晶体管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。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-gateBipolarTransistor—IGBT）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。1.4绝缘栅双极晶体管

IGBT的结构IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区,有很强的通流能力是GTR与MOSFET组成的达林顿结构RN为基区内调制电阻N沟道IGBTVDMOSFETGTR组合场控器件，原理与电力MOSFET基本相同，通断由栅射极电压uGE决定。导通：uGE大于UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，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，IGBT关断。

IGBT的原理1）IGBT的结构和工作原理三端器件：栅极G、集电极C和发射极EO有源区正向阻断区饱和区反向阻断区ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(th)UGE增加1.4.4绝缘栅双极晶体管转移特性输出特性分为三个区(2)

IGBT的动态特性ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICMIGBT的开关过程2)IGBT的基本特性(1)

IGBT的静态特性3)IGBT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—由内部PNP晶体管的击穿电压确定。(1)

最大集射极间电压UCES1.4.4绝缘栅双极晶体管开关速度高，开关损耗小。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。IGBT的特性和参数特点可以总结如下：IGBT与反并联的快速二极管封装在一起,制成模块,成为逆导器件1.5其他新型电力电子器件1.5MOS控制晶闸管MCTMCT（MOSControlledThyristor)—MOSFET与晶闸管的复合承受极高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。每个元组成：一个PNPN管，一控制开通的MOSFET，一关断的MOSFET。其关键技术无大突破，电压和电流未达预期数值，未投入实际应用。SIT（StaticInductionTransistor）——结型场效应晶体管多子导电器件，频率与电力MOSFET相当，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。结合了二者的优点1.5静电感应晶闸管SITH和集成门极换流晶闸管IGCTSITH（StaticInductionThyristor）——场控晶闸管（FieldControlledThyristor—FCT）SITH是双极型器件，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，但开关速度比GTO高，是大容量的快速器件。

SITH一般也是正常导通型，但也有正常关断型。此外，电流关断增益较小，因而其应用范围还有待拓展20世纪90年代后期出现，结合了IGBT与GTO的优点，容量与GTO相当，开关速度快10倍。可省去GTO复杂的缓冲电路，但驱动功率仍很大。目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代GTO在大功率场合的位置。IGCT（IntegratedGate-CommutatedThyristor）

——GCT（Gate-CommutatedThyristor）1.5

功率模块与功率集成电路基本概念20st80年代中后期开始,多个器件装在一个模块中,称为功率模块。可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性。对频率高的电路,可大大减小线路电感,简化对保护和缓冲电路的要求。将器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上，称为功率集成电路（PowerIntegratedCircuit——PIC）实际应用电路高压集成电路（HighVoltageIC——HVIC）一般指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。智能功率集成电路（SmartPowerIC——SPIC）一般指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。智能功率模块（IntelligentPowerModule——IPM）则专指IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路的单片集成，也称智能IGBT（IntelligentIGBT）。1.5功率模块与功率集成电路发展现状主要技术难点：高低压电路之间的绝缘问题以及温升和散热的处理。以前功率集成电路的开发和研究主要在中小功率应用场合。智能功率模块在一定程度上回避了上述两难点,近几年获得迅速发展。功率集成电路实现了电能和信息的集成，成为机电一体化的理想接口。1.6.1电力电子器件驱动电路概述驱动电路——主电路与控制电路之间的接口驱动电路的基本任务：按控制目标的要求施加开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号分类电流驱动型,电压驱动型分立元件,专用集成驱动电路双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路1.6

电力电子器件器件的驱动1.6.2晶闸管的触发电路IIMt1t2t3t4理想触发脉冲电流波形晶闸管的触发电路晶闸管触发电路应满足下列要求：宽度应保证可靠导通。有足够的幅度。不超过门极电压、电流和功率定额有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。t1~t3强脉宽度t1~t4脉冲宽度IM强脉冲幅值常见的晶闸管触发电路V1、V2构成脉冲放大环节。脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。

V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。1.6.3典型全控型器件的驱动电路推荐的GTO门极电压电流波形OttOuGiG1)电流驱动型器件的驱动电路正的门极电流5V的负偏压GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。(1)GTO开通控制与普通晶闸管相似。关断控制需施加负门极电流。直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿。目前应用较广，但其功耗大，效率较低。典型的直接耦合式GTO驱动电路1.7.1过电压的产生及过电压保护电力电子装置可能的过电压——外因过电压和内因过电压外因过电压：主要来自雷击和系统操作过程等外因操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起雷击过电压：由雷击引起内因过电压：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后，反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。1.7电力电子器件器件的保护b)tuCEiCOdidt抑制电路无时didt抑制电路有时有缓冲电路时无缓冲电路时uCEiCdi/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形ADCB无缓冲电路有缓冲电路uCEiCO关断时的负载线1.7

缓冲电路缓冲电路(SnubberCircuit)

：又称吸收电路，抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。关断缓冲电路（du/dt抑制电路）开通缓冲电路（di/dt抑制电路）复合缓冲电路——关断缓冲电路和开通缓冲电路的结合。通常缓冲电路专指关断缓冲电路，将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路目的：当额定电压小于要求时，可串联1.8晶闸管的串联b)a)RCRCVT1VT2RPRPIOUUT1IRUT2VT1VT2静态均压措施：选用参数和特性尽量一致的器件电阻均压，Rp阻值应小得多动态均压措施：选择动态参数特性一致器件。用RC并联支路作动态均压。用门极强触发减小器件开通时间差异问题：电压分配不均1.8

晶闸管的并联目的：多个器件并联来承担较大的电流问题：会分别因静态和动态特性参数的差异导致电流分配不均

均流措施：*挑选特性参数一致器件。*采用均流电抗器*用门极强触发也有助于动态均流静态均流动态均流事实：高频逆变器中，为减小开关损耗和开关速度，宁可使用小容量管并联大电流时，管子达不到要求考虑晶闸管并联电力电子器件分类“树”单极型：电力MOSFET和SIT双极型：电力二极管、晶闸管、GTO、GTR和SITH复合型：IGBT和MCT本章小结主要内容介绍器件的基本结构、原理、特性和参数等。讨论器件驱动、保护和串、并联使用电压驱动型：单极型器件和复合型器件，双极型器件中的SITH特点：输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单，频率高。电流驱动型：双极型器件中除SITH外特点：有电导调制效应，通态压降低，导通损耗小，频率较低，驱动功率大,驱动电路较复杂。本章小结当前的格局:IGBT为主体，第四代产品，制造水平2.5kV/1.8kA，兆瓦以下首选。仍在不断发展，与IGCT等新器件激烈竞争，试图在兆瓦以上取代GTO。GTO：兆瓦以上首选，制造水平6kV/6kA。使用4.5kV/3kA光控晶闸管：功率更大场合,8kV/3.5kA,装置最高达300MVA,容量最大。电力MOSFET：长足进步，中小功率领域特别是低压，地位牢固。功率模块和功率集成电路是现在电力电子发展的一个共同趋势。GTOGTRMOSFETIGBT器件名称功率容量驱动电路通态压降开关速度6kV/6kA,9kV/1kA450V/30A,1200V/800A