[信息与通信]功率器件工作原理.pdfVIP

第 3 章 电力半导体器件62 §3.1 概述 62 §3.2 功率二极管63 3.2.1 PN结工作原理及静态特性 63 3.2.2 PN结动态工作过程 64 3.2.3 PN结电容 65 3.2.4 二极管主要参数 66 3.2.5 二极管类型 66 §3.3 功率晶体管GTR（Giant Transistor）66 3.3.1 晶体管的工作原理及静态输出特性 66 3.3.2 功率晶体管GTR的特点67 3.3.3 GTR开关特性67 3.3.4 GTR的主要参数69 3.3.5 GTR模块73 3.3.6 GTR驱动75 §3.4 晶闸管及派生器件 78 3.4.1 晶闸管（Thyristor）工作原理78 3.4.2 伏安特性 80 3.4.3 晶闸管主要参数 81 3.4.4 晶闸管触发电路 85 3.4.5 派生器件 86 §3.5 静电感应（Static Induction）器件 89 3.5.1、静电感应晶体管SIT （Static Induction transistor）90 3.5.2、静电感应晶闸管（Static Induction Thyistor） 91 §3.6 功率场效应晶体管 （POWER MOSFET ）92 3.6.1 功率场效应晶体管特点 92 3.6.2 基本结构 93 3.6.3 N沟道增强型VDMOS工作原理 94 3.6.4 VDMOS管栅极充电说明 97 3.6.5 MOSFET开关特性 99 3.6.5 VDMOS静态输出特性和安全工作区 103 3.6.6 功率MOSFET栅极驱动方法 103 §3.7 绝缘栅晶体管 （Insulated Gate Bipolar Transistor）105 3.7.1 IGBT结构 105 3.7.2 导通特性 105 3.7.3IGBT开关特性106 3.7.4 挚住效应（Latching）和安全工作区（SOA） 110 3.7.5 IGBT的短路电流和门极驱动 110 1.7.6 IGBT的参数特点 111 §3.8 MOS场控晶闸管（MCT） 112 3.8.1 MCT工作原理 112 3.8.2 MCT的特点 113 现代电力电子技术基础 第 3 章 电力半导体器件 内容提要 主要介绍了电力半导体器件。从工作原理、开关特性、驱动要求以及主要参数和应用特点对功 率二极管、GTR、晶闸管（SCR）、IGBT、MOSFET 进行了详细的介绍，同时对于晶闸管的派生器件、 静电感应器件和 MCT 也做了基本介绍。 §3.1 概述 1956 年美国贝尔 （BELL）电话公司发明了 PNPN 可触发晶体管，1957 年美国通用电器公司 （GE） 对其进行了商业化开发，并命名为晶体闸流管，简称为晶闸管（thyristor）或可控硅（silicon controlled rectifier—SCR）。经过 60 年代的完善和发展，晶闸管已经形成了从低压小电流到高 压大电流的系列产品 。在这一期间，还研制了一系列晶闸管派生器件，如不对称晶闸管 （asymmetrical thyristor—ASR）、逆导晶闸管（r