4:绝缘栅双极晶体管
1)IGBT的结构和工作原理
GTR和GTO是双极型电流驱动器件,由于具有电导调制效应,其通流能力很强,但开关速度较低,所需驱动功率大,驱动电路复杂。而电力MOSFET是单极型电压驱动器件,开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小而且驱动电路简单。
IGBT的工作原理
导通:uGE大于开启电压UGE(th)时,MOSFET内形成沟道,IGBT导通。
关断:栅射极间施加反压或不加信号时,IGBT关断。
三端器件:栅极G、集电极C和发射极E
IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构,一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。
2)电力电子器件的现状和发展趋势
20世纪90年代中期以来,逐渐形成了小功率(10kW以下)场合以电力MOSFET为主,中、大功率场合以IGBT为主的压倒性局面,在10MVA以上或者数千伏以上的应用场合,如果不需要自关断能力,那么晶闸管仍然是目前的首选器件。
宽禁带半导体材料由于其各方面性能都优于硅材料,因而是很有前景的电力半导体材料。
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