【小分享】教你看懂常用功率半导体的分类
编辑:宝星微科技 | 发布时间:2023-05-30 13:52 | 浏览次数:91
电力电子技术的核心是电能的变换和控制,常见的有直流转交流(逆变)、交流转直流(整流)、变频、变相等。在工程中拓展开来,变得五花八门,应用领域非常之广,学电的小伙伴都很清楚。但是,千变万化离不开其核心-------功率电子器件
功率电子器件的分类及用途
功率电子器件的应用:
不控器件:典型器件是电力二极管,主要应用于低频整流电路;
半控器件:典型器件是晶闸管,又称可控硅,广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电路中,应用场景多为低频;
全控器件:应用领域最广,典型为GTO、GTR、IGBT、MOSFET,广泛应用于工业、汽车、轨道牵引、家电等各个领域
GTO:门极可关断晶闸管
GTR:电力晶体管
IGBT:绝缘栅双极性晶体管
MOSFET:金属氧化物半导体场效应晶体管
汽车领域及大部分工业领域目前最常用的全控器件,全控器件的基本应用场景可以用下边这张示意图概括 IGBT: 上面介绍的几种全控器件,其中GTO是晶闸管的派生器件,主要应用在兆瓦级以上的大功率场合,咱们较少涉及,先讨论另外几种。 GTR(电力晶体管):电路符号和普通的三极管一致,属于电流控制功率器件,20世纪80年代以来在中小功率范围内逐渐取代GTO。GTR同学特点鲜明,耐高压、大电流、饱和压降低是其主要优点;但是缺点也很明显,驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易受二次击穿而损坏,驱动电流大直接决定其不适合高频领域的应用。 MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管):顾名思义,电场控制是他与GTR最明显的区别,特性是输入阻抗大,驱动功率小,开关速度快,工作频率高,是不是完美弥补了GTR的缺陷?那MOS能不能完全替代GTR呢?答案是不能,MOSFET典型参数是导通阻抗,直观理解,耐压做的越大,芯片越厚,导通电阻越大,电流能力就会降低,因此不能兼顾高压和大电流就成了MOS同学的短板,但别忘了,这是GTR的长处啦! 于是,混血儿IGBT诞生了 看下面的简化等效电路图,你是不是就明白了? 那么定义就来了,IGBT是以双极型晶体管为主导元件,以MOSFET为驱动元件的达林顿结构,是不是很巧妙!再看他的名字“绝缘栅场效应晶体管”就很好记了 IGBT特点: 损耗小,耐高压,电流密度大,通态电压低,安全工作区域宽,耐冲击; 开关频率高,易并联,所需驱动功率小,驱动电路简单,输入阻抗大,热稳定性好等; 应用领域正迅速扩大,逐步取代GTR、MOSFET的市场;