電力電子技術(shù) kPE課件7專業(yè)課教材

第7章全控型電力電子器件

80年代以來，產(chǎn)生了一代高頻化、全控型、采用集成電路制造工藝的電力電子器件，從而將電力電子技術(shù)又帶入了一個嶄新時代。門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)、電力場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣柵極晶體管(IGBT)就是全控型電力電子器件的典型代表?！?.1

門極可關(guān)斷晶閘管GTO

（Gate-Turn-OffThyristor

）是晶閘管的一種派生器件，但可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。優(yōu)點：電壓電流容量大（比SCR略?。?；開關(guān)速度比SCR高得多。缺點：關(guān)斷電流增益小，門極負(fù)脈沖電流大，驅(qū)動較困難；通態(tài)壓降較大?！?.2電力場效應(yīng)晶體管（PowerMOSFET）

電力場效應(yīng)管有這兩種類型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（MetalOxideSemiconductorFET）。結(jié)型電力場效應(yīng)晶體管則一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（StaticInductionTransistor——SIT）。特點：優(yōu)點：開關(guān)頻率最高；驅(qū)動電流小，易驅(qū)動；通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù)（有利于器件并聯(lián)均流）；缺點：電壓電流容量較??；通態(tài)壓降較大，ID大則壓降隨之增大（因為無正向PN結(jié)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)）?！?.3絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）結(jié)構(gòu)特點：復(fù)合型器件，將GTR雙極型電流驅(qū)動器件和電力MOSFET單極型電壓驅(qū)動器件結(jié)合，相互取長補短，構(gòu)成絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gateBipolarTransistor——IGBT）。綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點，因而具有良好的特性。目前已取代了原來GTR和一部分電力MOSFET的市場。

IGBT的特點：開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。開關(guān)頻率略低于MOSFET；電壓電流容量大，高于GTR；驅(qū)動電流小，驅(qū)動電路簡單?！?.4集成門極換流晶閘管（IGCT）

IGCT（IntegratedGate-CommutatedThyristor）將IGBT與GTO的優(yōu)點結(jié)合起來，其容量與

GTO相當(dāng)，但開關(guān)速度比GTO快10倍，而且可以省去GTO應(yīng)用時龐大而復(fù)雜的緩沖電路不過其所需的驅(qū)動功率仍然很大。目前，IGCT正在與