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ch2 电力电子器件
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2.4.4 绝缘栅双极晶体管 擎住效应或自锁效应 NPN晶体管基极与发射极之间存在体区短路电阻,P形体区的横向空穴电流会在该电阻上产生压降,相当于对J3结施加正偏压,一旦J3开通,栅极就会失去对集电极电流的控制作用,电流失控。 动态擎住效应比静态擎住效应所允许的集电极电流小。 擎住效应曾限制IGBT电流容量提高,20世纪90年代中后期开始逐渐解决。 正偏安全工作区(FBSOA) 最大集电极电流、最大集射极间电压和最大集电极功耗确定。 反向偏置安全工作区(RBSOA) 最大集电极电流、最大集射极间电压和最大允许电压上升率duCE/dt确定。 IGBT往往与反并联的快速二极管封装在一起,制成模块,成为逆导器件 。 如何避免? IGBT主要供应商 * * 厂家 主要规格范围 INFINEON 600V/400A,1200V/600A,1700V/3600A,6500V/600A; SEMIKRON 600V/400A,1200V/960A, 1700V/830A; MITSUBISHI IGBT:600V/600A, 1200V/1400A, 1700V/1000A;IPM:600V/600A,1200V/450A, FUJI IGBT:1200V/400A; IPM:1200V/75A;600V/150A TYCO 中小功率模块; PIM:600V/50A;1200V/35A; APT 分立IGBT,600V/1200V(100A),模块可定制; IXYS 三相桥1200V/150A;PIM:1200V/75A;单管6500V/600A; ABB 1200V/3600A;3300V/1200A;6500V/600A,研制出10kV IGBT的发展趋势 超大功率IGBT模块 超快速IGBT * * * * 2.5 其他新型电力电子器件 2.5.1 MOS控制晶闸管MCT 2.5.2 静电感应晶体管SIT 2.5.3 静电感应晶闸管SITH 2.5.4 集成门极换流晶闸管IGCT 2.5.5 基于宽禁带半导体材料的电力电子器件 * * 2.5.1 MOS控制晶闸管MCT MCT:MOS Controlled Thyristor MOSFET与晶闸管的复合(DATASHEET) MCT结合了二者的优点: 承受极高di/dt和du/dt,快速的开关过程,开关损耗小。 高电压,大电流、高载流密度,低导通压降。 一个MCT器件由数以万计的MCT元组成。 每个元的组成为:一个PNPN晶闸管,一个控制该晶闸管开通的MOSFET,和一个控制该晶闸管关断的MOSFET。 其关键技术问题没有大的突破,电压和电流容量都远未达到预期的数值,未能投入实际应用。 * * 2.5.2 静电感应晶体管SIT SIT:Static Induction Transistor 结型场效应晶体管 多子导电的器件,工作频率与电力MOSFET相当,甚至更高,功率容量更大,因而适用于高频大功率场合。 在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等领域获得应用。 缺点: 栅极不加信号时导通,加负偏压时关断,称为正常导通型器件,使用不太方便。 通态电阻较大,通态损耗也大,因而还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用。 * * 2.5.3 静电感应晶闸管SITH SITH:Static Induction Thyristor 场控晶闸管Field Controlled Thyristor—FCT SITH是两种载流子导电的双极型器件,具有电导调制效应,通态压降低、通流能力强。 其很多特性与GTO类似,但开关速度比GTO高得多,是大容量的快速器件。 ?SITH一般也是正常导通型,但也有正常关断型。此外,电流关断增益较小,因而其应用范围还有待拓展。 * * 2.5.4 集成门极换流晶闸管IGCT IGCT:Integrated Gate-Commutated Thyristor 1997年由ABB公司提出。 20世纪90年代后期出现,结合了IGBT与GTO的优点,容量与GTO相当,开关速度快10倍。 可省去GTO复杂的缓冲电路,但驱动功率仍很大。 目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争,试图最终取代GTO在大功率场合的位置。 DATASHEET * * 2.5.4 集成门极换流晶闸管IGCT * * 2.5.5 基于
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