绝缘栅双极晶体管有哪些特点

绝缘栅双极晶体管有哪些特点,第1张

绝缘栅双极晶体管的特点,具体如下:

1、输入阻抗高,驱动功率小。

2、开关速度快。

3、驱动电路简单。

4、工作频率高。

5、导通压降较低,功耗较小。

6、能承受高电压大电流。

7、热稳定性好。

绝缘栅双极型晶体管:是一种由单极型的MOS和双极型晶体管复合而成的器件。它兼有MOS和晶体管二者的优点,属于电压型驱动器件。它是一种很有发展前途的新型电力半导体器件。在中小容量电力电子应用方面有取代其他全控型电力半导体器件的趋势。

宽禁带材料吧,比如SiC、GaN、金刚石等等。

什么是宽禁带材料:众所周知,电子要想突破原子核束缚成为自由电子,是需要能量的。Si材料大约需要1.12电子伏特(eV),而宽禁带半导体材料 需要2.3eV左右的能量。

由于具有比硅宽得多的禁带宽度,宽禁带半导体材料一般都具有比硅高得多的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、较高的热导率和相差不大的载流子迁移率,因此,基于宽禁带半导体材料(如碳化硅)的电力电子器件将具有比硅器件高得多的耐受高电压的能力、低得多的通态电阻、更好的导热性能和热稳定性以及更强的耐受高温和射线辐射的能力,许多方面的性能都是成数量级地提高。但是,宽禁带半导体器件的发展一直受制于材料的提炼、制造以及随后半导体制造工艺的困难。

现在常见的就是肖特基二极管吧。

在知道大功率器件之前,我们要先知道功率器件是什么意思,功率器件是电子元件和电子器件的总称,是电子装置中,电能转换与电路控制的核心,它利用半导体单向导电的特性改变电子装置中电压、频率、相位和直流交流转换等的功能。

而大功率器件一般是指电压等级在1200V以上,电流在300A以上,输出功率比较大的电子元器件。典型的大功率器件包括大功率二极管、晶闸管SCR、双极型功率晶体管IGBT、功率晶体管GTR、IGCT、GTO、ETO、SIT等,900V以上的mosfet也可称为大功率器件,但是要看相应的电流等级。

其中,IGCT是在晶闸管技术的基础上结合IGBT和GTO等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中,是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。

IGCT是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器功率0.5~3MW,三电平逆变器1~6MW;若反向二极管分离,不与IGCT集成在一起,二电平逆变器功率可扩至4/5MW,三电平扩至9MW。

这些器件基本上是以硅材料为基础,经过不同的工艺生产条件生产出来,按照其功能也有所分类:

1. 按照导通、关断的受控情况可分为不可控、半控和全控型功率器件,全控型如IGBT、IGCT、ETO等,就是通过门极可以控制器件的开通与关断,半控型器件的代表就是晶闸管,只能控制开通,而不能控制关断;

2. 按照载流子导电情况可分为双极型、单极型和复合型功率器件;

3. 按照控制信号情况,可以分为电流驱动型和电压驱动型功率器件。

根据它们的这些结构和特点应用领域也不完全相同,主要由电子元件业、半导体分立器件和集成电路业等部分组成。功率电子器件被广泛应用于电源,伺服驱动,变频器,电机保护器等功率电子设备主要得益于它们的自身优势:

1、器件能够快速恢复,以满足越来越高的速度需要。

2、通态压降降低。

3、电流控制能力增大。

4、额定电压耐压高。

5、温度与功耗。

随着技术的不断进步,功率半导体器件在不断演进。自上世纪80年代起,功率半导体器件MOSFET、IGBT和功率集成电路逐步成为了主流应用类型。随着科技的发展,今后对于半导体的产品应用还会产生哪些变化,或者是衍生出哪些新型的元器件都未可知,值得期待。


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