电力半导体件IGBT有哪些特点

电力半导体件IGBT有哪些特点,第1张

IGBT的主要优点有:

① IGBT在正常工作时,导通电阻较低,增大了器件电流容量。

② IGBT的输出电流和跨导都大于相同尺寸的功率MOSFET。

③ 较宽的低掺杂漂移区(n-区)能够承受很高的电压,因而可以实现高耐压的器件。

④ IGBT利用栅极可以关断很大的漏极电流。

⑤ 与MOSFET一样,IGBT具有很大的输入电阻和较小的输入电容,则驱动功率低,开关速度高。

⑥若把IGBT的p+漏极区分割为几个不同导电型号的区域(即再加进几个n+层),这就可以降低漏极p-n结对电子的阻挡作用,则还可进一步减小器件的导通电阻。

IGBT也具有若干重大的的缺点:

① 因为IGBT工作时,其漏极区(p+区)将要向漂移区(n-区)注入少数载流子——空穴,则在漂移区中存储有少数载流子电荷;当IGBT关断(栅极电压降为0)时,这些存储的电荷不能立即去掉,从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断,即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长(10~50ms)。所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间,可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命,但是这将会引起正向压降的增大等弊病。

② IGBT中存在有寄生晶闸管——MOS栅控的n+-p-n--p+晶闸管结构,这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制(采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响)。

详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说明。

GTO的门极、阴极加适当负脉冲时,可关断导通着的GTO阳极电流。

可关断晶闸管是一种通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件。GTO既具有普通晶闸管的优点(耐压高、电流大、耐浪涌能力强、价格便宜),同时又具有GTR的优点(自关断能力、无须辅助关断电路、使用方便),是应用于高压、大容量场合中的一种大功率开关器件。广泛应用于电力机车的逆变器、电网动态无功补偿和大功率直流斩波调速等领域。

可关断晶闸管(GTO)又称门极可关断晶闸管或门控晶闸管,是晶闸管的一种派生器件。它的主要特点是门极加正脉冲信号触发管子导通,门极加负脉冲信号触发管子关断,因而属于全控型器件。

可关断晶闸管既保留了普通单向晶闸管耐压高、电流大的特性,又具备了自关断能力,且关断时间短,不需要复杂的换向电路,工作频率高,使用方便,但对关断脉冲信号的脉冲功率和门极负向电流的上升率要求较高。可关断晶闸管是理想的高压、大电流开关器件,广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域。


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