电力电子陈坚第章

第2章

半导体电力开关器件22半导体电力开关器件2.1电力二极管2.2双极结型电力晶体管BJT2.3晶闸管及其派生器件2.4门极可关断晶闸管GTO2.5电力场效应晶体管P－MOSFET2.6绝缘门极双极型晶体管IGBT

*2.7*2.8自学2.9半导体电力开关模块和功率集成电路本章小结3电力开关器件家族树4电力开关器件发展史52.1电力二极管5电力二极管实物图62.1.1半导体PN结P型、N型半导体和PN结72.1.2半导体二极管基本特性—单向导电性

正向接法时内电场被削弱，扩散运动强于漂移运动，掺杂形成的多数载流子导电，等效电阻较小。反向接法时内电场被增强，漂移运动强于扩散运动，光热激发形成的少数载流子导电，等效电阻很大。7半导体二极管的符号及正反向接法82.1.2半导体二极管基本特性—单向导电性（续1）正向接法反向接法92.1.2半导体二极管基本特性—单向导电性（续2）一般表达式：反向时的表达式：正向时的表达式：Is：反向饱和电流102.1.2半导体二极管基本特性—单向导电性（续3）PN结高频等效电路112.1.3半导体电力二极管重要参数

半导体电力二极管的重要参数主要用来衡量二极管使用过程中：是否被过压击穿是否会过热烧毁开关特性12额定电流的定义：其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值。

当正弦半波电流的峰值为Im时，它可用下式计算：13当正弦半波电流的峰值为Im时，它可用下式计算：最大允许全周期均方根正向电流的定义：

当二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR时，与其发热等效的全周期均方根正向电流IFrms称为最大允许全周期均方根正向电流。14二极管电流定额的含义如手册上某电力二极管的额定电流为100A，说明：允许通过平均值为100A的正弦半波电流；允许通过正弦半波电流的幅值为314A；允许通过任意波形的有效值为157A的电流；在以上所有情况下其功耗发热不超过允许值。由额定电流和最大允许全周期均方根正向电流的公式，得：15选择二极管电流定额的过程：求出电路中二极管电流的有效值IFrms

；求二极管电流定额IFR，等于有效值IFrms

除以1.57；将选定的定额放大1.5到2倍以保证安全。16半导血体电扑力二左极管元的开贫关特绒性开关自过程协，由逐导通赢状态奔转为阿阻断茫状态翼并不炎是立俊即完祸成，老它要特经历挑一个尝短时理的过震渡过凯程；此过滚程的扭长短陶、过营渡过侮程的谊波形求对不臭同性船能的宝二极馆管有萝很大究差异阿；理解境开关校过程失对今蚀后选催用电强力电汉子器邻件，旷理解汤电力猎电子券电路筐的运捉行是耍很有池帮助召的，内因此肾应对厌二极杠管的延开关词特性惜有较碧清晰趟的了就解。状态扩：过程早：导通汪、阻仗断开通务、关辩断17半导老体电贯力二估极管残的开民关特泪性（杏续）二极刻管开完通及太反向括恢复木过程绕示意旨图18半导筋体电焰力二勤极管壮的开兄关特僻性（戒续）二极饺管关它断过纤程示呆意图19半导矿体电申力二栏极管歌重要涌参数有关枪半导团体电热力二套极管荡使用捏特性王和准誓则的匆几个斑重要胃参数劣是：最大贸允许圾反向援重复电峰值朽电压额定促电流最大傻允许德的全矮周期态均方腥根正县向电相流最大令允许外非重誓复浪持涌电拖流最大游允许成的PN结结有温和雄管壳吵温度结－青壳、稀壳－乖散热捧器热动阻反向鹊恢复述时间20半导猫体电英力二缘瑞极管关重要洞参数（续1）二极钳管关先断电妄压、贿电流鼠波形212.删1.葡4二极薪管的例基本接应用整流续流222.姑2.辩1晶体揪管基斧极电部流对乐集电荒极电邻流的摘控制寺作用2.茂2.判2静态托特性2.雾2.评3电力龄三极骂管使毫用参革数和唱特性BJ削T(B水ip坛ol选ar剑J恶un侍ct夏io晕n霉Tran努si舍st见or驴)或GT农R(G饥ia环nt得T秤ra庙ns秀is封to月r)2.傻2双极异结型匆电力尾晶体弹管BJ纺T232.锄2.病1晶体涌管基首极电但流对耐集电帽极电羡流的叨控制栽作用三极木管的陵结构沙和符君号242.被2.剧1晶体休管基遗极电免流对告集电持极电歪流的替控制汁作用(续1)载流掀子流忠向示后意图252.畅2.着1晶体叶管基贝极电纪流对觉集电召极电液流的免控制析作用(续2)基极追电流刑控制湾集电茧极电颗流262.沾2.能2三极挪管的刻特性三极浅管输机入、材输出讨特性272.钳2.辫3电力昨三极奸管使世用参杠数和贯特性图2.9不同基极状态时，集－射极击穿电压

1.集电纯极额于定电巧压2.集电宜极额拢定电你流（括最大抬允许守电流列）3.饱和搭压降4.基极真电流无的最踪蝶大允狐许值5.开通依和关瞒断时要间6.安全构工作望区一次盏击穿集电屠极电灯压升纯高至抚击穿骄电压娘时，Ic迅速块增大熟，出畜现雪咸崩击敲穿棕。只要Ic不超施过限龙度，GT豆R一般筐不会涛损坏般，工赏作特铸性也布不变脖。二次菠击穿一次妇击穿慎发生钓时Ic增大者到某恨个临堡界点中时会季突然揪急剧日上升士，并讲伴随牵电压赢的陡呢然下趴降。常常胶立即纺导致抄器件姓的永输久损贩坏，付或者例工作表特性坦明显枝衰变本。2、二衔次击暖穿和礼安全尺工作高区（1）二次村击穿图2.繁5.西6一次暮击穿零、二次狂击穿属原理图2.航5.须7二次秒击穿灭临界搏线正偏债安全蜜工作乏区又悲叫开产通安栏全工奇作区充，它对是基感极正问向偏抖置条要件下税由GT粪R的最万大允颜许集栏电极镰电流ICM、最突大允母许集犬电极塘电压BUCE工O、最帖大允杯许集吗电极自功耗PCM以及里二次避击穿炕功率PSB四条邀限制勤线所斑围成眯的区慈域。反偏斜安全争工作截区又求称GT症R的关景断安骡全工垃作区圆。它描表示联在反捐向偏机置状威态下GT享R关断巴过程船中电仗压UCE、电泉流IC限制腐界线彻所围什成的矛区域。2.懂5.稿1电力板晶体溪管及役其工蚕作原诉理（2）、患安全面工作删区图2.懒5.健9肝G体TR的反父偏安魄全工糠作区图2.均5.都8仗G尽TR正偏段安全冈工作扩区①正偏铜安全衔工作尝区FB况SO亿A②反偏魂安全特工作搜区RB通SO坟A按基者极偏孝置分船类可狗分为正偏魂安全染工作区FB中SO接A和反偏粱安全塞工作堡区RB鸦SO扣A。2.兴5.桶1电力蜜晶体起管及假其工优作原必理（2）安但全工绪作区安全址工作趟区SO烤A(焦Sa韵fe曲O笼pe尸ra甚ti姥on线A忆re乔a)是指弹在输队出特削性曲伟线图快上GT万R能够厕安全蚂运行的电滚流、商电压雅的极蕉限范括围。31电力辈三极坟管的显主要歉特点是电盐流驱喜动器悄件，贩控制乱基极潮电流蔑就可隆控制西电力扛三极汤管的液开通斜和关尊断；开关售速度恒较快吧；饱和吓压降稿较低将；有二看次击灶穿现允象；能控效制较列大的痰电流评和较熄高的神电压偿；电力访三极渣管由誉于结瓣构所迫限其殖耐压脆难于外超过15妹00劈燕V，现访今商炊品化励的电番力三辆极管咸的额少定电陡压、码电流歉大都私不超闸过12棒00扬V、80俱0A酿;已经宗淘汰322.购3晶闸鞠管及艇其派铲生器艇件晶闸古管实危物图332.膜3.绝1逆阻寇型晶生闸管SC振R—两个员三极鼻管正鄙反馈2.木3.起2逆导品型晶族闸管RC筋T2.塑3.杰3光控芦晶闸吐管LC康T2.劳3.背4双向晶闸提管TR们IA沙CIG孩BT2.崇3晶闸托管及随其派却生器谅件342.步3.度1逆阻贡型晶娱闸管SC聋R—两个折三极录管正弊反馈晶闸月管的敢结构刮、符因号和锋结构雹模型35AGKVsRIAIC1IgVgRgIC2ICT1T2P1J1N1J2J3J2P2P2N1N2iB2(d)等效电路可控别开通关断劈燕时：强迫荒其电极流萄下添降到须维持乔电流百以下通态时晶闸未管的调等值挠电路36静态法伏安哥特性及dv机/d插t防护3.晶闸花管的抹主要眠特性涝参数1）正龄向重俗复峰龄值电象压UDR谱M:门极饼断开(Ig=0伐),元件绳处在蒙额定怎结温勤时,正向崖阳极挣电压悄为正患向阻巧断不鱼重复授峰值坊电压UDS康M(此电量压不市可连多续施雕加)的80拢%所对偷应的状电压(此电其压可胶重复栏施加,其重甜复频卡率为50掘HZ，每环次持帽续时繁间不减大于10矩ms迷)。2）反雷向重锣复峰损值电际压URR某M:元件驻承受梢反向孟电压勾时,阳极却电压赌为反同向不孤重复康峰值锅电压URR顾M的80袍%所对牛应的即电压感。3）晶闸酿管铭长牌标漠注的额定脖电压通常旨取UDR屡M与URR昨M中的愧最小飞值,选用命时，侍额定盆电压邮要留芽有一龄定裕驶量,一般拒取额迈定电彻压为雁正常纠工作浩时晶春闸管拳所承缺受峰荒值电令压2～3倍。（1）晶拒闸管的的重今复峰闭值电茧压─缘瑞额定敌电压Ute（2）晶剂闸管船的额卫定通练态平摊均电条流权─额件定电蒸流IT(驾AV璃)在选峡用晶妙闸管恋额定茫电流浇时，胁根据丝式实际卡最大剥的电责流计幻玉算后备至少士还要非乘以1.临5～2的安姿全系补数，羞使其锡有一凳定的咐电流待裕量支。1）定习义：在环谷境温美度为40℃和规咸定的抢冷却母条件镇下,晶闸管掏在电喜阻性伞负载奇导通哨角不奖小于17邮0°的单置相工势频正邮弦半波挑电路漠中,当结鼻温稳初定且碗不超陪过额融定结爆温时馋所允坦许的最大嘴通态趴平均握电流夜。（3）门滔极触炮发电裹流IGT和门畅极触扶发电免压UGT1）定义雪：在室颈温下抓，晶厕闸管墨加6V正向灾阳极冶电压王时，逼使元钻件完笔全导志通所陆必须脉的最吨小门雄极电户流，岂称为腾门极掀触发纤电流IGT。对厅应于网门极按触发裕电流责的门潜极电乞压称惧为门彻极触声发电妹压UGT。2）晶冒闸管郑由于门极羊特性的差德异，钱其触布发电缴流、液触发贵电压仇也相粥差很叠大。阳所以营对不绪同系坟列的幸元件悲只规瞧定了竭触发否电流珠、电立压的土上、然下限帆值。3）晶圈闸管历的铭家牌上纱都标桌明了则其触猜发电瓦流和杰电压捞在常粒温下坝的实批测值直，但凭触发死电流额、电静压受温度揭的影今响很大穗，温鹿度升欣高，UGT、IGT值会角显著般降低辽，温烟度降华低，UGT、IGT值又笑会增渠大。为了组保证远晶闸结管的滤可靠打触发肝，在向实际赢应用泰中，晓外加蜂门极搏电压进的幅应值应回比UGT大几纽奉倍。（4）通态蚁平均矛电压UT(清AV小)1）定混义：在规漫定环荷境温呢度、衰标准侍散热努条件俘下，元件朵通以佩正弦两半波炉额定卧电流量时，圈阳极父与阴才极间幸电压扒降的折平均浊值，返称通枕态平郑均电若压(又称古管压剥降)2）在实际洞使用歌中，蜡从减热小损蒸耗和尘元件沸发热劫来看饮，应杜选择炉ＵT(验AV喷)小的序晶闸取管。（5）维府持电绑流ＩＨ和掣栋住电桑流ＩL1）维侮持电衡流ＩＨ：在室日温下腔门极遮断开毛时，荒元件咳从较杯大的局通态棚电流副降至丹刚好迎能保喇持导却通的邀最小亿阳极培电流杆为维动持电膏流ＩH。维持荡电流详与元滔件容业量、结私温等址因素哲有关男，同壮一型洞号的笼元件亦其维谋持电挂流也歌不相加同。凉通常红在晶烧闸管礼的铭丢牌上业标明逆了常猛温下IH的实赚测值描。2）掣架住电榆流ＩL：给晶浆闸管胁门极咐加上傲触发发电压凝，当腔元件大刚从扎阻断份状态虑转为抱导通鼻状态愚就撤钱除触忍发电终压，柱此时码元件侄维持规导通焰所需抽要的寒最小粪阳极珠电流敬称掣挥住电经流ＩL。对同秃一晶仿闸管污来说扛，掣究住电辅流ＩL要比节维持缺电流石ＩH大2~坏4倍。（6）通钉态电筋流临探界上富升率di廊/d负t1、定议义：晶闸咱管能滥承受孤而没朵有损忙害影最响的谎最大蚂通态轰电流兽上升圾率称斜通态土电流哪临界后上升派率di衫/d籍t。2、影猴响：门极果流入塑触发陕电流海后，宜晶闸志管开跃始只洞在靠栗近门己极附堤近的幻玉小区薯域内向导通歪，随扭着时侨间的捏推移太，导茫通区治才逐纪渐扩省大到PN结的始全部苏面积瓜。如宾果阳笨极电疲流上屠升得慌太快赏，则本会导染致门馒极附蛮近的粱ＰＮ说结因认电流贸密度穗过大献而烧爱毁，卧使晶拜闸管渣损坏睬。（7）断资态电搁压临半界上善升率du理/d时t1）定寄义：把在弹规定哀条件守下，向不导俩致晶席闸管摄直接侮从断君态转摇换到梦通态饱的最证大阳燥极电守压上食升率沫，称佛为断档态电六压临番界上规升率du预/d可t。2）影筛响：晶闸蓬管的敢结面芹在阻甚断状贩态下股相当堪于一阵个电藏容，培若突绿然加臂一正而向阳说极电牙压，新便会刘有一需个充友电电柱流流扰过结挖面，乳该充找电电旧流流乡丰经靠辨近阴爹极的萌ＰＮ崖结时薯，产征生相馆当于愧触发主电流铲的作锋用，萍如果厦这个却电流已过大优，将呀会使亏元件误触挑发导牌通。44图中霜画斜蚕线部闹分为苏一个2周期棕中晶山闸管浅的电饶流波路形。镇若各绑波形怎的最陷大值窑为Im=1志00菌A，试急计算富各波刊形电努流的卸平均胡值Id1、Id2、Id3和电推流有鸣效值I1、I2、I3。若考栋虑二铁倍的某电流留安全续裕量钻，选邻择额耳定电享流为10鹊0A的晶举闸管担能否种满足矮要求芬？例2-丸1答：亿见书39页452.才3.下2逆导祸型晶按闸管RC石T逆导晶闸管等值电路和符号462.煌3.售3光控卸晶闸范管LC加T光控晕晶闸签管符派号及犁等值芹电路47双向滴晶闸龟管符诵号、植等效宾电路累和伏起安特蚊性2.尺3.骆4双向捏晶闸殃管TR报IA挽C48可关张断晶欣闸管(G育at编e-飘Tu百rn训-O念ff目T成hy捎ri愚st停or稿)简称GT把O。它具脊有普球通晶蛇闸管绳的全采部优顽点，吴如耐腰压高已，电蒸流大品等。迅同时类它又音是全匪控型伙器件徒，即乳在门充极正塌脉冲晃电流级触发牧下导仓通，居在负形脉冲涨电流绝触发球下关就断。2.漏4可关饥断晶惊闸管2.个4.淡1可关揭断晶岔闸管喂及其木工作林原理与普辞通晶蜡闸管羊的相宁同点默：PN拳PN四层辩半导触体结罢构，肆外部赔引出肯阳极诞、阴嘉极和葵门极蜓。和普岸通晶魄闸管里的不精同点渴：GT捐O是一夏种多册元的股功率魔集成落器件衫，内符部包玩含数来十个限甚至旗数百什个共肃阳极鉴的小GT凶O元，棋这些GT愚O元的糟阴极诵和门奶极则薪在器恶件内肾部并据联在炊一起肉。图1-旺13杨GT认O的内营部结怕构和刚电气过图形镜符号a)各单姓元的燥阴极闭、门黑极间敞隔排摇列的枪图形b)并联虏单元心结构粥断面猛示意隶图c)电气盗图形削符号1、可皆关断雷晶闸菌管的僵结构2.朽4.好1可关闹断晶至闸管传及其折工作概原理2、可盟关断歌晶闸哪管的忆工作昆原理1）GT福O的导通事机理与SC亮R是相同床的。2）在关断骑机理上与SC刃R是不同川的。2）关天断过序程：与普唉通晶劲闸管兵不同储存饿时间ts：抽茶取饱秤和导集通时奶储存兆的大内量载浴流子毒，使明等效围晶体丹管退乡丰出饱测和。下降烦时间tf：等董效晶届体管碗从饱尺和区线退至狼放大疏区，趣阳极来电流掘逐渐颤减小。尾部菠时间tt：残职存载牺流子绣复合翠。通猜常tf比ts小得江多，铅而tt比ts要长。门极词负脉喊冲电门流幅队值越玩大，贷前沿惰越陡织，抽烤走储扑存载孝流子澡的速堵度越蓬快，ts越短谱。门极付负脉峰冲的加后沿咬缓慢静衰减邻，在tt阶段用仍保蹈持适篮当负历电压扒，则笑可缩赌短尾裤部时禽间。图2.室4.摆2可关野断晶悬闸管的开贝关特版性2.向4.克2可关爽断晶腹闸管恭的特锄性与街主要划参数1、可明关断无晶闸茅管的蜂特性2.贤4.萌2可关充断晶子闸管哥的特键性与盐主要甩参数（1）开讨通时请间ton:延迟自时间彩与上彼升时爽间之哨和。局延迟鉴时间牧一般嗓约1~处2s，上冈升时兔间则柔随通脏态阳百极电下流值忽的增蒸大而貌增大圾；（2）关仙断时矿间tof念f:一般娃指储返存时伞间和康下降既时间绒之和执，不杨包括掌尾部忆时间付。GT括O的储女存时谣间随耀阳极化电流誓的增涨大而亮增大击，下境降时苦间一营般小收于2s；（3）最犬大可湾关断见阳极棋电流IAT篇O:它是GT胜O的额梅定电晓流；2、可您关断陷晶闸语管的辆主要国参数2.舒4.微2可关随断晶东闸管币的钓特性配与主限要参帐数GT梢O的门刘极可预关断间能力劲可用料电流红关断批增益βof膜f来表手征，最大携可关银断阳繁极电险流IAT派O与门矿极负婶脉冲盛电流农最大侄值IGM之比针称为局电流日关断河增益忆；通常悼大容变量GT掘O的关缓断增锹益很小勤，不超市过3~户5。这懂正是GT终O的缺勇点。一个10妨00光A的GT虏O关断巧时门侮极负迅脉冲鲁电流显峰值甜要20抚0A。（2.促4.源3）（4）电鸟流关击断增窜益βof析f：2.绕4.陡2可关斩断晶厌闸管优的厚特性下与主奇要参久数2）使辉用时特必须集注意御：3、可赞关断独晶闸纷管的虽应用1）GT火O主要插用于禾直流护变换气和逆秒变等苹需要达元件阳强迫零关断棍的地侵方，亭电压蜜、电细流容戴量较钞大，或与普旨通晶增闸管站接近冶，达诸到兆萍瓦级关的数彼量级帖。不少GT爆O都制忙造成邪逆导浮型，距类似识于逆型导晶办闸管路，需讽承受掏反压券时应崇和电红力二役极管茫串联摧。用门测极正歌脉冲允可使GT昼O开通破，从用门资极负小脉冲务可以丑使其除关断嫌，隐这是GT娃O最大拥的优俗点。无但临要使GT猛O关断届的门更极反久向电沿流比私较大谈，筒约为禾阳极考电流惩的１/５左王右。GT确O的通评态管剖压降皮比较龙大，澡一其般为2～3V。GT垃O有能班承受绑反压免和不舅能承砖受反跌压两西种类脸型，霞在厉使用岗时要聪特别农注意你。1）分争为结阴型场资效应书管简炒称JF冻ET）和才绝缘秀栅金晋属-氧化灯物-半导晚体场惰效应异管（肺简称MO竹SF倡ET）。2）通陪常指潜绝缘摄栅型横中的MO眨S型，周简称谁电力MO见SF惜ET。3）4）特肆点：输入症阻抗嫂高(可达40瘦MΩ以上)、开山关速稠度快懒，工埋作频傅率高(开关歇频率戏可达10窄00抄kH两z)、驱仿动电奸路简尸单，并需要礼的驱扣动功汪率小问、热描稳定屈性好重、无午二次周击穿战问题疫、安链全工秆作区(S挡OA郊)宽；电流激容量耐小，炎耐压栋低，断一般镜只适捷用功盐率不雪超过10猛kW的电耻力电窝子装楚置。N沟道P沟道电力MOSFET耗尽型：增强型:耗尽型增强型当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道；对于N（P）沟道器件,栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道2.完5电力浙场效盯应晶炼体管P－MO验SF助ET562.涉5电力档场效拾应晶怒体管P－MO椅SF肿ETP-网MO未SF粱ET基本性结构胞、符防号和订外接都电路特点沫：(1玩)垂直谣安装夕漏极架，实肾现垂巾直导弹电，治这不骗仅使饶硅片贡面积勺得以滨充分纲利用姓，而漂且可汤获得轨大的施电流垒容量榜；(2吴)设置甘了高嚷电阻搂率的N－区以宴提高仆电压炊容量虚；(3冶)短沟冬道(1～2μ紫m)降低光了栅岂极下妇端SiO2层的味栅沟奇本征厅电容筑和沟护道电篮阻，座提高腐了开租关频稠率；(4剧)载流恼子在每沟道哪内沿掏表面森流动芬，然景后垂缝直流尖向漏枪极。VD然MO捞S的典捷型结私构图2.税6.躁1幅N沟道VD跟MO卡S管元搭胞结梨构与钳电气姜符号2.肿5电力拳场效拖应晶梨体管P－MO栏SF样ET58P-MOSFET特性曲线IDVGSVGSth(d)转移特性IDVDSVGS=0VGS1=4VGS2=8VGS3=10(e)输出特性ⅠⅡⅢVBRP－MO叨SF消ET的工横况可趁用其仁转移丈特性击和输育出特撇性表轮述：2.服5电力疼场效邀应晶仔体管P－MO比SF懂ET在不佛同的UGS下，铁漏极千电流ID与漏忍极电扭压UDS间的披关系也曲线年族称起为VD野MO护S的输弹出特肚性曲祥线川。如臂图2.袍6.态2所示散，它挎可以妙分为践四个怜区域匪：1）截睡止区乐：当UGS＜UT(UT的典节型值环为2~代4V煮)时；2）线瓜性(导通)区：当UGS＞UT且UDS很小训时，ID和UGS几乎散成线性睁关系丸。又品叫欧址姆工贝作区拐；3）饱架和区(又叫版有源觉区)：在UGS＞UT时，且随丛着UDS的增慈大，ID几乎深不变;4）雪欣崩区纵：当UGS＞UT，且UDS增大戚到一联定值似时；1、静节态输弃出特叫性图2.特6.山2敞V是DM矩OS管的湿输出碗特性2.熟5电力壮场效乡丰应晶菜体管P－MO谢SF捷ET602.膨6绝缘幕门极若双极课型晶年体管IG皆BTIG储BT结构抓和等背效电丢路GCERdrRbrT2T1ABIG埋BT：绝滚缘栅淋双极拼型晶况体管(I盛ns祸ul突at川ed畜G挺at学e窃Bi墨po勾la衣rTr盗an源si井st妨or筋)。兼具达功率MO诊SF偏ET高速开关健特性笛和GT障R的低导护通压家降特性朱两者星优点闹的一仆种复饺合器胳件。IG段BT于19茂82年开茶始研之制，19歌86年投朽产，奴是发禾展最发快而都且很恒有前升途的落一种苦混合露型器舅件。目前IG搞BT产品扣已系这列化掌，最杀大电威流容淹量达18简00诊A，最悦高电盆压等师级达45贤00讲V，工能作频捏率达50照kH缴Z。在电层机控档制、奋中频充电源怨、各搜种开差关电谣源以禾及其樱它高乒速低毕损耗料的中俗小功修率领悼域，IG梅BT取代来了GT系R和一柿部分MO艘SF胳ET的市另场。2.哈6绝缘否门极铁双极僻型晶因体管IG吨BT1.见IG钓BT的结熄构IG差BT的结竖构如百图2.小7.椅1(归a)所示喉。简化洲等效的电路被如图2.编7.匙1(显b)所示睛。电气击符号吵如图1.研7.你1（c）所邪示它是奏在VD钢MO妻S管结线构的誉基础阶上再畅增加蜓一个P+层，刚形成厚了一痰个大猾面积材的P+插N结J1，和附其它怎结J2、J3一起威构成虽了一捡个相俯当于船由VD右MO谁S驱动伏的厚缩慧基区PN波P型GT斑R;IG穗BT有三线个电梢极:集电缘瑞极Ｃ虽、发饱射极妇Ｅ和豪栅极运Ｇ;图2.走7.处1粒I死GB虽T的结考构、纤简化趟等效电仗路与电争气符双号2.苏6绝缘逗门极博双极漫型晶括体管IG共BTIG数BT也属罢场控催器件然，其碗驱动事原理诱与电豆力MO持SF载ET基本步相同债，是臂一种旺由栅极蚊电压UG灰E控制坛集电宅极电絮流的灾栅控皱自关占断器沈件。导通梢：UGE大于钥开启孤电压UGE水(t膏h)时，MO勾SF渡ET内形笋成沟吴道，货为晶汗体管厌提供罪基极签电流食，IG淘BT导通坚。导通致压降息：电导章调制炊效应串使电开阻RN减小储，使涂通态学压降穷小。关断匪：栅射直极间趴施加董反压贯或不炉加信菊号时倘，MO疑SF姐ET内的谈沟道绑消失援，晶潮体管云的基罢极电靠流被丸切断贱，IG迅BT关断培。图2.叼7.肾2搂I就GB蜂T伏安书特性2.探IG雪BT的工牙作原地理2.颗6绝缘揉门极遥双极密型晶萌体管IG累BT64ICVCEVGE=0VGE群1VGE涌2VGE扮3VRM0(c吐)输出个特性正向罢阻断底区VGEVBRIcVGEVGE咏th(d犯)转移垮特性(a)符号ICGECGCEVgVSR(b)电路RdrRbrT2T1ICABRg符号垒、电择路及修静态蛛特性2.妈6绝缘恨门极刺双极丢型晶穴体管IG倚BT652.葱6绝缘向门极傻双极差型晶病体管IG梁BTGCEVgVRRdrRbrT2T1ICABRg什么殊是擎掠住效沿应：集电而极电跟流iC过大宪；集电陆极电抱压过漫高；关断皇速度澡过快荡。Rbr上的惠电压瞧过大侵，可羊使T2导通唤，使IG跑BT失去劲关断据能力熟。产生袄擎住尊效应唱的原谦因：2、IG期BT的开罢关特策性（1）IG娱BT的开偶通过首程：从正运向阻句断状凑态转伙换到习正向桃导通限的过舍程。开通歌延迟元时间td(澡on滔)：IC从10阳%UCE俩M到10剖%ICM所需勉时间竞。电流覆上升绳时间tr：IC从10贡%ICM上升蔑至90将%ICM所需花时间惕。开通匀时间to弓n：ton=狠td(自on寇)+tr图2.刘7.括3丈I昏GB俊T的开度关特喷性2.节6绝缘浩门极俯双极辅型晶作体管IG筑BT2、IG饰BT的开唉关特莲性（2）IG抗BT的关微断过哈程关断远延迟穿时间td(物of不f)：从UGE后沿通下降须到其冰幅值90逆%的时处刻起伞，到ic下降祥至90遗%ICM电流挠下降锈时间付：ic从90蛋%ICM下降仓至10些%ICM。关断暑时间tof谢f：关断唐延迟甘时间喂与电猫流下无降之近和。电流弟下降突时间掏又可祖分为tfi墓1和tfi假2tfi竭1——跌IG庸BT内部特的MO絮SF葱ET的关箱断过骨程，ic下降姥较快惜；tfi酷2——阿IG孔BT内部司的PN昌P晶体笛管的毫关断守过程静，ic下降斧较慢鸽。图2.公7.伐3蚕I共GB旗T的开卫关特销性2.俩6绝缘己门极育双极悲型晶父体管IG抄BT（1）最抽大集沟射极冬间电稼压UCE骑M：IG批BT在关逐断状际态时精集电头极和皮发射螺极之维间能蚁承受浓的最逐高电季压。（2）通通态压狼降：是指IG犹BT在导茄通状器态时坊集电泳极和站发射扫极之魂间的胶管压触降。（3）集芒电极驶电流荷最大尾值ICM：IG孔BT的IC增大渠，可孕至器盯件发指生擎抚住效适应，赠此时秃为防乞止胃发生僚擎住丙效应促，规锅定的轧集电奶极电盟流最缩慧大值ICM。（4）最荡大集刺电极兰功耗PCM：正常振工作丘温度做下允偶许的幼最大竟功耗湖。3、IG懂BT的主割要参破数2.蹈6绝缘燃门极崭双极田型晶煮体管IG竞BT3、IG叶BT的主坊要参忠数(5气)安全低工作艘区正偏称安全魄工作缓区FB释SO街A：IG咳BT在开充通时深为正向腹偏置时的虾安全每工作孔区，橡如图2.引7.场5(缘瑞a)所示夜。反偏笛安全剥工作猜区RB据SO法A：IG亭BT在关筒断时乖为反向皮偏置时的盟安全恩工作盏区，小如图2.匀7.例5宜(b职)IG役BT的导路通时横间越签长，铃发热统越严练重，盗安全纲工作验区越坟小。2.芽7.跳2缘栅量双极抢型晶罗体管混的特拌性蓄与主现要参东数图2.粥7.凡5劣IG搭BT的安全关工作测区(6覆)输入渐阻抗鼓：IG摄BT的输躬入阻殿抗高胆，可蚕达109~1忘011Ω数量静级，故呈纯馅电容顺性，饰驱动晋功率禽小，拆这些乘与VD漆MO栗S相似饶。(7顾)最高春允许浮结温TjM：IG碍BT的最目高允笑许结漏温TjM为15斩0℃。VD己MO口S的通唤态压精降随隔结温遵升高唐而显匆著增耕加，筋而IG抹BT的通肿态压姨降在遥室温舒和最松高结行温之淹间变赢化很星小，某具有讨良好捧的温仔度特扮性。3、IG秩BT的主戚要参暴数2.厉6绝缘陷门极境双极昌型晶失体管IG兰BTIG聋BT的特亚性和竞参数臣特点开关释速度僵高，悼开关驴损耗第小。隐在电泽压10番00健V以上夫时，踢开关恢损耗字只有GT遥R的1/含10，与迁电力MO辅SF麦ET相当相同薄电压伟和电陪流定良额时姥，安幼全工冠作区帅比GT恼R大，富且具娇有耐艺脉冲喜电流灭冲击尤能力通态梳压降你比VD狸MO鸽SF预ET低，下特别导是在慎电流笔较大拢的区刘域输入嗓阻抗字高，联输入管特性踪蝶与MO易SF邮ET类似与MO固SF暖ET和GT熄R相比后，耐偶压和巩通流戚能力牢还可思以进傲一步遭提高梢，同僻时保俩持开杆关频绑率高矿的特罢点72晶闸茅管引入业一对MO歼SF婶ET构成停了场舟控晶握闸管MC废T（图2.津19）开通P沟道许的MO头S管使MC锻T导通开通N沟道行的MO蕉S管使MC珍T关断*2.溉7题M辉OS控制兽晶闸奸管MC陪T73：N沟道粱变宽瘦，等场效电挨阻小如，SI粘T开通：N沟道寸夹断泪，等仆效电仁阻大毯，SI马T关断特点醉：开瓶关速固度很注快，谁可在10士0~旷50你0k绑Hz的高葱频开姻关状愁态下乖工作SI坦T是一春种结沟型场披效应绍晶体贵管，风控制GS之间院的电招压可店以改想变电膀流通吉道（枕图中N沟道凉）的它宽窄负，从府而控惩制SI骗T的通画断。静电他感应志晶闸鲁管SI池T*2.爆8静电宁感应气晶体嘉管2.驻9功率斤模块付与功其率集馅成电顷路20世纪80年代饶中后狡期开闷始，老模块移化趋偏势，位将多晶个器器件封伶装在休一个掉模块茄中，卷称为停功率狱模块根。可缩奴小装送置体和积，手降低钻成本怨，提沉高可斜靠性哀。对工羽作频侵率高脑的电奴路，牌可大真大减茂小线终路电随感，郑从而投简化孔对保同护和姑缓冲逗电路缘瑞的要物求。将器横件与旱逻辑嚼、控柳制、浮保护灭、传化感、述检测喂、自欢诊断胳等信日息电腰子电提路制助作在宣同一喇芯片螺上，薪称为扯功率熔集成霞电路锈（Po崖we蓄r拥In陈te艘gr织at秤ed膜C表ir距cu东it——PI僻C）。PI屋C（Po歪we说r匙In心te朵gr迫at大ed蚊C孟ir民cu疑it）：类似研功率地集成来电路末的还国有许敲多名居称，箱但实筐际上裳各有炒侧重:高压幅集成蜻电路（Hi捷gh岂V会ol坐ta痒ge斯I获C，简迁称HV巡寿IC，一喘般指榨横向毁高压衫器件强与逻疼辑或核模拟沫控制拐电路绕的单汗片集菊成）;智能舒功率千集成困电路（Sm罚ar追t喂Po己we乎r链IC，简岛称SP帖IC，一践般指润纵向肺功率董器件粉与逻词辑或艺模拟烫控制子电路侨的单楼片集旨成）;智能秆功率减模块（In镇te接ll掠ig袜en谊t侍Po吩we毛r净Mo错du壁le，简佛称IP裳M，专英指IG劲BT及其躁辅助顾器件稍与其锋保护育和驱泻动电藏路的报单片释集成汪，也叔称智填能IG方BT）。2.碗9功率参模块犯与功歼率集和成电芹路76二极距管和华晶闸揉管模呢块2.脊9半导贴体电渴力开钉关模君块和隶功率泪集成龟电路77达林被顿三胳极管盟功率狸模块2.唯9半导贪体电遣力开涂关模沸块和租功率尝