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1.7 晶闸管的派生器件 1.7.1 双向晶闸管 图1-41双向晶闸管内部结构 图1-42 双向晶闸管的伏安特性 1.7.3 光控晶闸管 图1-46 光控晶闸管符号及等效电路 1.7.2 可关断晶闸管 图1-44 GTO的结构与符号 图中：A--阳极；K--阴极；G--控制级 1.8 主要电力半导体器件特性比较 1.8.1 晶闸管与BJT的性能比较 项目 晶闸管 BJT 最高耐压 额定电流 12000V 4000A 1200V 600A 开通时间 ≤几微秒 几微秒（1） 关断时间 几十至几百微秒 几微秒（2） 正向压降 1～2V 0.1~0.7V（单管） 0.8~2.1V（达林顿管） 漏电流 几毫安以下 几百微安以下 开关方法及 所需能量 开通：控制极触发电流（功率为几瓦以下） 关断：阴极加负电压（3）、（4） 开通：基极流过电流（功率为几瓦以下） 关断：基极电流消失（5） 关断时的保护 用缓冲电路抑制反峰电压及du/dt 用缓冲电路将电压电流限制在安全工作区 浪涌冲击 10倍的额定电流（重复性） 20倍的额定电流（非重复性） 二倍的额定电流（非重复性） 误动作 （控制可靠性） 控制极干扰信号，过大的du/dt会引起误触发，故需抑制措施，以防止电源短路损坏元件 基极干扰信号，过大du/dt造成瞬时导通，但可复原，不致引起损坏。若是电源短路，工作点超出安全工作区，会损坏元件 维护 无活动部件，不易损坏部件，需维护 （同晶闸管） 寿命 半永久性 半永久性 二次击穿 不存在 存在 BJT、功率MOSFET、IGBT的性能比较 器件名称 BJT MOSFET IGBT 驱动方式 电流 电压 电压 驱动功率 大 小 小 存储时间 5~20 无 几乎无 开关速度 1~5 0.1~0.5 0.5~1 高压化 容易 难 容易 大电流化 容易 难 容易 高速化 难 极容易 极容易 SOA 窄 宽 宽 饱和电压 低 高 低 工作机理 少数载流子导电 多数载流子导电 少子、多子混合导电 I-U特性 电流控制 指数伏安特性 电压控制 低电流平方伏安特性高电流区线性伏安特性 （沟道宽度） 电压控制 大电流指数伏安特性，小电流MOS伏安特性 Id决定于沟道宽度和栅有效面积 并联应用 不能简单并联，须采用均流电阻等措施 不产生电流集中，能直接并联 不产生电流集中，能直接并联 耐压能力 采用深结、台面等终端技术 采用场板、分压环等平面终端技术 采用场板、分压环等平面终端技术 输入阻抗 小，要求较大的基极电流，故驱动电路设计复杂 大，驱动电路设计简单 大，驱动电路设计简单 跨导 β换算成gm较MOS大，但IC上升，gm下降 受沟道宽长比限制，Id上升，gm下降 跨导大 开关特性 少子存储效应，限制开关速度 多子漂移，无存储效应，开关速度较BJT高一个数量级 比MOSFET慢 安全工作区SOA 受二次击穿影响，SOA小 无二次击穿，SOA大 无二次击穿，SOA大 温度特性 电流温度系数为正，会发生热崩 电流温度系数为负，稳定性好 调整结构参数，能使温度系数为零 工作频率 低 最高 高 开关损耗 中～高（取决于与通态损耗的折衷） 很低 低～中（取决于与通态损耗的折衷） * 第1章 电力半导体器件  1.1 电力半导体器件种类与特点 1.2　功率二极管 1.3 功率晶体管 1.4 功率场效应管 1.5 绝缘栅极双极型晶体管 1.6 晶闸管 1.7 晶闸管的派生器件 1.8 主要电力半导体器件特性比较 1.1 电力半导体器件种类与特点 1.1.1 半导体器件分类 从功率等级来分类 有微功率器件、小功率器件、大功率器件等等 制造材料分类 有锗管、硅管等等 从导电机理分类 有双极型器件、单极型器件、混合型器件等等 从控制方式来分类 可分为不可控器件、半可控器件和全可控器件三类器件 1.1.2 电力半导体器件使用特点 电力半导体器件稳态时通常工作在饱和导通与截止两种工作状态。 饱和导通时，器件压降很小，而截止时它的漏电流小得可以忽略，这样在饱和导通与截止两种工作状态下的损耗都很小，器件近似于理想的开关 但需要指出的是，电力半导体器件在开关状态转换过程时并不是瞬时完成的（所需时间称开关时间），而是要经过一个转换过程（称开关过程）