全控器件和其他新型器件优秀PPT.ppt

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1、好学力行河南理工大学明德任责电力电子技术电力电子技术河南理工大学电气学院河南理工大学电气学院朱艺锋朱艺锋:zyfnyhpu.edu:zyfnyhpu.eduPowerElectronicsTechnology好学力行河南理工大学明德任责第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责 内容提要内容提要v1.1电力二极管电力二极管POWERDIODE）v1.2晶闸管晶闸管THYRISTOR）v1.3全控型电力电子器件全控型电力电子器件v1.4其他类型电力电子器件其他类型电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责1.3典型全控型器件典型全控型器件1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断

2、晶闸管1.3.2电力晶体管电力晶体管1.3.3电力场效应晶体管电力场效应晶体管1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责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1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件好学力行河南理工大学明德任责1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管(GTO)晶闸管的一种派生器件。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。可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。GTO的的电电压压、电电流流容容量量较较大大，与与普普通通晶晶闸闸管管接接近近，因而在兆瓦级

3、以上的大功率场合仍有较多的应用。因而在兆瓦级以上的大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-OffThyristor）1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件好学力行河南理工大学明德任责构造：构造：与与普普通通晶晶闸闸管管的的相相同同点点：PNPN四四层层半半导导体体结结构构，外外部引出阳极、阴极和门极。部引出阳极、阴极和门极。和和普普通通晶晶闸闸管管的的不不同同点点：GTO是是一一种种多多GTO元元并并联联的功率集成器件。的功率集成器件。1.GTO的结构和工作原理的结构和工作原理1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.1门极可关断晶闸管门极

4、可关断晶闸管(GTO)工作原理：工作原理：与普通晶闸管一样，可以用双晶体管与普通晶闸管一样，可以用双晶体管模型来分析。模型来分析。好学力行河南理工大学明德任责图晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 1+2=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。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管(GTO)好学力行河南理工大学明德任责1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管GTO能够通过门极关断的原因：能够通过门极关断的原因：设计设计2较大，使晶体管较大，使晶体管V2控控制

5、灵敏，易于关断。制灵敏，易于关断。导通时导通时1+2更接近更接近1，导通时接近临界饱和，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导有利门极控制关断，但导通时管压降增大。通时管压降增大。多元集成结构，使得多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。门极抽出较大电流。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件 1+1时关断时关断关断正反馈关断正反馈好学力行河南理工大学明德任责开开通通过过程程：与与普普通通晶晶闸闸管管相同；相同；ton=td+tr关断过程：不同于晶闸管关断过程：不同于晶闸管储储存存时时间间ts，抽抽少少子子使使等效晶体管退出饱和。等效晶体管

6、退出饱和。下下降降时时间间tf：由由饱饱和和转转至放大区；至放大区；尾尾部部时时间间tt残残存存载载流流子复合。子复合。toff=ts+tfOt0tiGiAIA90%IA10%IAtttftstdtrt0t1t2t3t4t5t6图图GTO的开通和关断过程电流波形的开通和关断过程电流波形2.GTO的动态特性的动态特性1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管好学力行河南理工大学明德任责1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管3.GTO的主要参数的主要参数（2关断时间关断时间toff在几十在几十us.（1开通时间开通时间ton，在几个，在几个us.许多

7、参数和普通晶闸管相应的参数意义相同，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。以下只介绍意义不同的参数。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件（3最大可关断阳极电流最大可关断阳极电流IATO额定电流额定电流不少不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，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需承受反压时，应和电力二极管串联。逆导型逆导型好学力行河南理工大学明德任责1.3.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件（4）电流关断增益电流关断增益off off一般很小，只有一般很小，只有5左右，这是左右，

8、这是GTO的一个主要缺点。的一个主要缺点。1000A的的GTO关断时门极关断时门极负脉冲电流峰值要负脉冲电流峰值要200A。最大可关断阳极电流与门极负脉冲电最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值流最大值IGM之比称为电流关断增益。之比称为电流关断增益。好学力行河南理工大学明德任责1.3.2电力晶体管电力晶体管GTR）电电力力晶晶体体管管:（GiantTransistor巨巨型型晶晶体体管）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。运用运用20世世纪纪80年年代代以以来来，在在中中、小小功功率率范范围围内内取取代代晶晶闸闸管管，但但目目前前又又大大多多被被IGBT

9、和和电电力力MOSFET取代。取代。因此不作为重点，只了解基本概念和思想。因此不作为重点，只了解基本概念和思想。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件好学力行河南理工大学明德任责与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的，多采用与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的，多采用NPN。主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成。比普通三极管增加了一个低掺杂比普通三极管增加了一个低掺杂N区，提高耐压能力。区，提高耐压能力。1.3.2电力晶体管电力晶体管1.GTR的结构和工作原理的结构和工作

10、原理1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件存在电导调制存在电导调制效应，从而流效应，从而流过大电流时通过大电流时通态压降也比较态压降也比较小，从而具有小，从而具有强的流通电流强的流通电流的能力。的能力。好学力行河南理工大学明德任责1.3.2电力晶体管电力晶体管(1)静态特性静态特性共共发发射射极极接接法法时时的的典典型型输输出出特特性性：截截止止区区、放放大大区和饱和区。区和饱和区。在在电电力力电电子子电电路路中中GTR工工作在开关状态。作在开关状态。在在开开关关过过程程中中，即即在在截截止止区区和和饱饱和和区区之之间间过过渡渡时时，要经过放大区。要经过放大区。截止区放大区饱和区OIci

11、b3ib2ib1ib1ib220V将导致绝缘层击穿将导致绝缘层击穿。除跨导除跨导Gfs、开启电压、开启电压UT以及以及td(on)、tr、td(off)和和tf之外之外还有：还有：(4)极间电容极间电容极间电容极间电容CGS、CGD和和CDS1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件(5)通态电阻通态电阻Ron越小越好，反映损耗。越小越好，反映损耗。1.3.3电力场效应晶体管电力场效应晶体管好学力行河南理工大学明德任责1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT）绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管Insulated-gateBipolarTransistor）GTR和和MOSFET复合，

12、结合二者的优点。复合，结合二者的优点。Bi-MOS器件器件1986年投入市场，是中高功率电力电子设备的主导器件年投入市场，是中高功率电力电子设备的主导器件仍在提高电压和电流容量。仍在提高电压和电流容量。GTR和和GTO的的特特点点双双极极型型，电电流流驱驱动动，有有电电导导调调制制效效应应，通通流流能能力力很很强强，开开关关速速度度较较低低，所所需需驱驱动动功功率大，驱动电路复杂。率大，驱动电路复杂。MOSFET的的优优点点单单极极型型，电电压压驱驱动动，开开关关速速度度快快，输输入入阻阻抗抗高高，热热稳稳定定性性好好，所所需需驱驱动动功功率率小小而而且且驱驱动电路简单。动电路简单。1.3 1

13、.3 典型全控型器件典型全控型器件好学力行河南理工大学明德任责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E图图1-19IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号的结构、简化等效电路和电气图形符号a)内部结构断面示意图内部结构断面示意图b)简化等效电路简化等效电路c)电气图形符号电气图形符号E E1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT）好学力行河南理工大学明德任责2晶闸管THYRISTOR）由一种载流子参与导电的器件；不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时，

14、应和电力二极管串联。3电力场效应晶体管全控型器件IGBT,MOSFET)3电力场效应晶体管GTO的结构和工作原理6电力电子器件的分类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。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。采用垂直导电结构，流通电流能力提高；正常工作温度下允许的最大功耗。(1)IGBT的静态特性导通：uGE大于开启电压UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通(电压驱动功率小)。重点是SiC，目前已有SiC肖特基二极管产品。开通延迟时间td(on)tfi2IGBT内部的PNP晶体管的关断过程

15、，iC下降较慢。N沟道沟道MOSFET与与GTR组合组合N沟道沟道IGBT。IGBT比比VDMOSFET多多一一层层P+注注入入区区，从从而而具具有有电电导导调调制效应，具有很强的通流能力。制效应，具有很强的通流能力。简简化化等等效效电电路路表表明明，IGBT是是GTR与与MOSFET组组成成的的达达林林顿结构，一个由顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区驱动的厚基区PNP晶体管。晶体管。RN为晶体管基区内的调制电阻。为晶体管基区内的调制电阻。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT）好学力行河南理工大学明德任责驱驱动动原原理理与与电电力力

16、MOSFET基基本本相相同同，场场控控器件，通断由器件，通断由栅栅射极射极电压电压uGE决定。决定。导导 通通：uGE大大 于于 开开 启启 电电 压压 UGE(th)时时，MOSFET内内形形成成沟沟道道，为为晶晶体体管管提提供供基基极极电电流，流，IGBT导导通通(电压驱动电压驱动功率小功率小)。通通态态压压降降：电电导导调调制制效效应应使使电电阻阻RN减减小小，通通态态压压降减小。降减小。关关断断：栅栅射射极极间间施施加加反反压压或或不不加加信信号号时时，MOSFET内内的的沟沟道道消消失失，晶晶体体管管的的基基极极电电流流被切断，被切断，IGBT关断。关断。IGBT的原理的原理1.3

17、1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT）好学力行河南理工大学明德任责a)b)O有源区有源区正向阻断区正向阻断区饱饱和和区区反向阻断区反向阻断区ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(th)UGE添加添加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图1-20IGBT的转移特性和输出特性的转移特性和输出特性a)转移特性转移特性b)输出特性输出特性1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT）与与MOS管的异同点。管的异同点。好学力行河南理工大学明德任责ttt10

18、%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICM图图1-21IGBT的开关过程的开关过程IGBT的开通过程的开通过程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tonuCE的的 下下 降降 过过 程程 分分 为为tfv1和和tfv2两段。两段。tfv1IGBT中中 MOS单单独独工工作作的的电电压压下下降降过过程；程；(2)IGBT的动态特性的动态特性1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件tfv2MOSFET和和PN

19、P晶晶体体管管同同时时工工作作的的电电压压下下降降过过程。程。好学力行河南理工大学明德任责1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管图图1-21IGBT的开关过程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电电流流下下降降时时间间又又可可分分为为tfi1和和tfi2两段。两段。tfi1IGBT器器 件件 内内 部部的的MOSFET的的关关断断过过程程，iC下降较快。下降较快。tfi2IGBT内内 部部 的的PNP晶晶体体管管的的关关断断过过程程，iC下降较慢。拖尾电流。下降较慢。拖尾电流。IGBT的关断过程的关断过程ttt10%90%10%9

20、0%UCEIC0O0UGEUGEMICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICM1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件好学力行河南理工大学明德任责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包括额定直流电流包括额定直流电流IC和和1ms脉宽最大电流脉宽最大电流ICP。(2)最大集电极电流最大集电极电流ICM由内部由内部PNP晶体管的击穿电压确定。晶体管的击穿电压确定。(1)最大集射极间电压最大集射极间电压UCES1

21、.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件(4)最大栅极电压最大栅极电压UGSUGS20V将导致绝缘层击穿将导致绝缘层击穿。1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管好学力行河南理工大学明德任责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。开关速度高，开关损耗小。相相同同电电压压和和电电流流定定额额时时，安安全全工工作作区区比比GTR大大，且且具有耐脉冲电流冲击能力。具有耐脉冲电流冲击能力。通态压降比通态压降比VDMOSFET低。低。输入阻抗高，输入特性与输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似。类似。与与MOSFET和和GTR相相比比，耐耐压压和和

22、通通流流能能力力还还可可以以进进一步提高，同时保持开关频率高的特点一步提高，同时保持开关频率高的特点。IGBT往往往往与与反反并并联联的的快快速速二二极极管管封封装装在在一一起起，制制成成模块，成为逆导器件模块，成为逆导器件。1.3 1.3 典型全控型器件典型全控型器件1.3.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管好学力行河南理工大学明德任责1.4其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件1.4.1MOS1.4.1MOS控制晶闸管控制晶闸管控制晶闸管控制晶闸管MCTMCT1.4.21.4.2静电感应晶体管静电感应晶体管静电感应晶体管静电感应晶体管SITSIT1.4.31.4.3静电感应晶闸管静电感应

23、晶闸管静电感应晶闸管静电感应晶闸管SITHSITH1.4.41.4.4集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管IGCTIGCT1.4.51.4.5基于宽禁带半导体材料的电力电子器件基于宽禁带半导体材料的电力电子器件基于宽禁带半导体材料的电力电子器件基于宽禁带半导体材料的电力电子器件第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责1.4.1MOS控制晶闸管控制晶闸管MCTMCT结合了二者的优点：结合了二者的优点：承受极高承受极高di/dt和和du/dt，快速的开关过程，开关损耗小。，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

24、降。高电压，大电流、高载流密度，低导通压降。其关键技术问题没有大的突破，亦未能投入实际应用。其关键技术问题没有大的突破，亦未能投入实际应用。MCTMOSControlledThyristor）MOSFET与晶闸管的复合与晶闸管的复合1.4 1.4 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责1.4.2静电感应晶体管静电感应晶体管SIT多多子子导导电电的的器器件件，工工作作频频率率与与电电力力MOSFET相相当当，甚甚至至更更高高，功功率率容容量量更更大大，因因而而适适用用于于高高频频大大功功率场合。率场合。在在雷雷达达通通信信设设备备、超超声声波波功功率率放放大大、脉脉

25、冲冲功功率率放放大大和高频感应加热等领域获得应用。和高频感应加热等领域获得应用。缺陷：缺陷：栅栅极极不不加加信信号号时时导导通通，加加负负偏偏压压时时关关断断，称称为为正正常常导通型器件，使用不太方便。导通型器件，使用不太方便。通通态态电电阻阻较较大大，通通态态损损耗耗也也大大，因因而而还还未未在在大大多多数数电力电子设备中得到广泛应用。电力电子设备中得到广泛应用。SITStaticInductionTransistor）结型感结型感应晶体管应晶体管,本质上也还是本质上也还是MOS管。管。1.4 1.4 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责1.4.3静电感应晶闸

26、管静电感应晶闸管SITH可看作是可看作是SIT和和GTO的复合，工作原理和的复合，工作原理和SIT类似。类似。SITH是是两两种种载载流流子子导导电电的的双双极极型型器器件件，具具有有电电导导调调制制效效应，通态压降低、通流能力强。应，通态压降低、通流能力强。其其很很多多特特性性与与GTO类类似似，但但开开关关速速度度比比GTO高高得得多多，是是大容量的快速器件。大容量的快速器件。SITH一一般般也也是是正正常常导导通通型型。此此外外，电电流流关关断断增增益益较较小小，且工艺复杂，因而其应用范围还有待拓展。且工艺复杂，因而其应用范围还有待拓展。SITHStaticInductionThyris

27、tor）场控晶场控晶闸管闸管FieldControlledThyristorFCT）1.4 1.4 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责1.4.4集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管IGCT20世世纪纪90年年代代后后期期出出现现，容容量量与与GTO相相当当，开开关关速速度快度快10倍，功耗也大为降低。倍，功耗也大为降低。可省去可省去GTO复杂的缓冲电路，但驱动功率仍很大。复杂的缓冲电路，但驱动功率仍很大。目目前前正正在在与与IGBT等等新新型型器器件件激激烈烈竞竞争争，试试图图最最终终取取代代GTO在大功率场合的位置。在大功率场合的位置。IGCTIntegra

28、tedGate-CommutatedThyristor）1.4 1.4 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件新半导体材料做成的器件：具有更好的性能。重点是新半导体材料做成的器件：具有更好的性能。重点是SiC，目前已有，目前已有SiC肖特基二极管产品。肖特基二极管产品。好学力行河南理工大学明德任责1.5功率集成电路与集成电力电子模块功率集成电路与集成电力电子模块20世世纪纪80年年代代中中后后期期开开始始，模模块块化化趋趋势势，将将多多个个器器件件封装在一个模块中，称为功率模块。封装在一个模块中，称为功率模块。可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性。可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性。对对工

29、工作作频频率率高高的的电电路路，可可大大大大减减小小线线路路电电感感，从从而而简简化对保护和缓冲电路的要求。化对保护和缓冲电路的要求。将将器器件件与与逻逻辑辑、控控制制、维维护护、传传感感、检检测测、自自诊诊断断等等信信息息电电子子电电路路制制作作在在同同一一芯芯片片上上，称称为为功功率率集集成成电电路路PowerIntegratedCircuitPIC）。）。基本概念基本概念第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责第一章第一章 电力电子器件电力电子器件智能功率模块智能功率模块好学力行河南理工大学明德任责不可控器件不可控器件(PowerDiode)不能用控制信号来控制

30、其通断不能用控制信号来控制其通断,因此因此也就不需要驱动电路如大功率二极管）。也就不需要驱动电路如大功率二极管）。半控型器件半控型器件Thyristor）通过控制信号可以控制其导通而不能通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。（晶闸管及其派生器件，控制其关断。（晶闸管及其派生器件，GTO除除外）外）全控型器件全控型器件IGBT,MOSFET)通过控制信号既可控制其导通又可控通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件。（其他器件，如制其关断，又称自关断器件。（其他器件，如IGBT等）等）1.6电力电子器件的分类电力电子器件的分类按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：按照器件能

31、够被控制的程度，分为以下三类：第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责脉冲触发型脉冲触发型通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。信号来实现器件的开通或者关断的控制。(半控半控器件器件)电平控制型电平控制型必须通过持续在控制端和公共端之间施加必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。在导通状态或者关断并维持在阻断状态。按照驱动信号的波形分类电力二极管除外）按照驱动信号的波形分类电力二极管除

32、外）第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责v按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况可分为三类：的情况可分为三类：1)单极型器件单极型器件2)双极型器件双极型器件3)复合型器件复合型器件由一种载流子参与导电的器件；（电力由一种载流子参与导电的器件；（电力MOSFET和和SIT）由电子和空穴两种载流子参与导电的器件电力二极管、由电子和空穴两种载流子参与导电的器件电力二极管、晶闸管、晶闸管、GTO、GTR和和SITH）由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件（IGBT、MCT和和I

33、GCT）第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责图图1-26电力电子器件分类电力电子器件分类“树树”第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责电流驱动型电流驱动型通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。关断的控制。特点：具有电导调制效应，因而通态压降低，导通特点：具有电导调制效应，因而通态压降低，导通损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大,驱动电路较驱动电路较复杂。复杂。电压驱动型电压驱动型仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号仅通过在控制端和公

34、共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。就可实现导通或者关断的控制。特点：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动电路特点：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高。简单，工作频率高。按照驱动电路信号的性质，分为两类：按照驱动电路信号的性质，分为两类：第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责20世纪世纪90年代中期以来，逐渐形成了小功率年代中期以来，逐渐形成了小功率10kW以下场合以电力以下场合以电力MOSFET为主，中、大功率场合以为主，中、大功率场合以IGBT为主的压倒性局面，在为主的压倒性局面，在10MVA以上或者数千伏以上或者数千伏以上的应用

35、场合，如果不需要自关断能力，那么晶闸以上的应用场合，如果不需要自关断能力，那么晶闸管仍然是目前的首选器件。管仍然是目前的首选器件。电力电力MOSFET和和IGBT中的技术创新仍然在继续，中的技术创新仍然在继续，IGBT还在不断夺取传统上属于晶闸管的应用领域。还在不断夺取传统上属于晶闸管的应用领域。SiC材料的电力电子器件，在未来很有前景。材料的电力电子器件，在未来很有前景。电力电子器件的现状和发展趋势电力电子器件的现状和发展趋势:好学力行河南理工大学明德任责小小 结结 重点：重点：1 1掌握电力二极管的反向恢复时间、电导掌握电力二极管的反向恢复时间、电导 调制效应概念；调制效应概念；2 2掌握晶闸管的开关条件及选型计算。掌握晶闸管的开关条件及选型计算。3 3掌握掌握MOSMOS和和IGBTIGBT的开关特性。的开关特性。4 4掌握器件的分类和主要器件的应用领域。掌握器件的分类和主要器件的应用领域。第一章第一章 电力电子器件电力电子器件好学力行河南理工大学明德任责作业作业第一章第一章 电力电子器件电力电子器件谢谢谢谢