文章目录

1 电力电子器件概述
2 电力电子器件分类
3 主要参数
4 二极管（不可控）
- 4.1 普通二极管
- 4.2 快恢复二极管
- 4.3 肖特基二极管
5 晶闸管（半控）
- 5.1 晶闸管基本概念
- 5.2 晶闸管主要参数
- 5.3 晶闸管派生器件
6 典型全控器件
- 6.1 门极可关断晶闸管（GTO）
- 6.2电力晶体管（GTR）
- 6.3电力场效应管（MOSFET）
- 6.4绝缘栅双极晶体管(IGBT)
7 新型电力电子器件（扩展）
- 7.1 MOS控制晶闸管MCT
- 7.2 静电感应晶体管 SIT
- 7.3 静电感应晶闸管(SITH)
- 7.4集成门极换流晶闸管(IGCT)

1 电力电子器件概述

（1） 电力电子器件一般都工作在开关状态，导通时阻抗很小，阻断时阻抗很大。

（2）功率损耗

功率损耗

稳态损耗

开关损耗

通态损耗

断态损耗

开通损耗

关断损耗

（3）电力电子系统
电力电子系统：广义上来看，将主电路之外的检测电路和驱动电路都堪称控制电路，所以电力电子系统由主电路和控制电路组成。

2 电力电子器件分类

分类

第一代

第二代

第三代

第四代

半控器件

SCR为代表

全控器件

GTO,BJT,MOSFET

性能优异复合器件

IGBT,MCT

PIC,IPM,IGCT

电流驱动型：通过从控制端注入或抽出电流来实现导通或关断控制。

电压驱动型：仅通过在 控制端 和 公共端 之间施加一定的电压信号就可实现导通或关断控制

3 主要参数

正弦半波波形平均值与有效值之比为 1：1.57，并留有2倍的裕量。
（1）正向平均电流 IF(AV)
（2）正向压降 U(F)
（3）反向重复峰值电压U(RRM)
（4）最高工作结温 T(JM)
（5）反向恢复时间 t(rr)
（6）浪涌电流 I(FSM)

4 二极管（不可控）

4.1 普通二极管

普通二极管：又称整流二极管，多用于开关频率1KHZ以下的整流电路中。

4.2 快恢复二极管

快恢复二极管：简称快速二极管，从等级上分为两个等级—快速恢复和超快速恢复。

4.3 肖特基二极管

以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管简称肖特基二极管
优点：反向恢复时间很短，正向导通压降很小。多用也200V以下低压场合。

5 晶闸管（半控）

5.1 晶闸管基本概念

晶闸管：又称为可控硅整流器简称可控硅。
导通条件：1、阳极承受正向电压。2、有门极触发信号。

5.2 晶闸管主要参数

（1）断态重复峰值电压U(DRM)
（2）反向重复峰值电压U(RRM)
（3）反向瞬态电压U(RSM)
（4）通态峰值电压U™
（5）通态平均电流I(T)
（6）维持电流I(H)
（7）擎住电流I(L)
通常I(L)约为I(H)的2~4倍

5.3 晶闸管派生器件

（1）快速晶闸管(FST)
（2）双向晶闸管(TRIAC)
（3）逆导晶闸管(RCT)
（4）光控晶闸管(LTL)

6 典型全控器件

6.1 门极可关断晶闸管（GTO）

（1）结构：PNPN四层半导体结构
（2）特性：
（3）主要参数：
1、最大可关断阳极电流I(ATO)
2、电流关断增益β(off)
β ( o f f ) = I ( A T O ) ÷ I ( G M ) β(off)=I(ATO)÷I(GM) β(off)=I(ATO)÷I(GM)
I ( G M ) : 门极负脉冲电流最大值 I(GM):门极负脉冲电流最大值 I(GM):门极负脉冲电流最大值

3、开通时间t(on)
4、关断时间t(off)

6.2电力晶体管（GTR）

（1）结构
（2）特性：耐高压，电流大，开关特性好
（3）主要参数：
1、最高工作电压
2、集电极最大允许电流I(cM)
3、集电极最大耗散功率P(cM)
雪崩击穿（一次击穿）：一般不会损坏
齐纳击穿（二次击穿）：永久损坏

6.3电力场效应管（MOSFET）

（1）结构：VVMOSFET（v型槽实现垂直导电结构）,VDMOSFET（垂直导电双扩散型）
（2）特性：
G ( f s ) = d I ( D ) / d U ( G S ) G(fs)=dI(D)/dU(GS) G(fs)=dI(D)/dU(GS)
（3）导通条件：漏源极电压为正，栅源极电压大于开启电压
（4）关断条件：U(GS)<U(T)

6.4绝缘栅双极晶体管(IGBT)

（1）结构：三端器件，具有栅极G，集电极C和发射极E
（2）特性：与电力MOSFET转移特性类似
（3）开启条件：U(CE)加正压，U(GE)大于开启电压
（3）关断条件：U(GE)<U(th)

7 新型电力电子器件（扩展）

7.1 MOS控制晶闸管MCT

7.2 静电感应晶体管 SIT

7.3 静电感应晶闸管(SITH)

7.4集成门极换流晶闸管(IGCT)

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