电力电子技术chapter2-3课件

08 七月 2024第1章 电力电子器件2.4.2电力晶体管电力晶体管术语用法术语用法u电电力力晶晶体体管管（GiantTransistorGTR，直直译译为为巨巨型型晶体管）晶体管）.u耐耐高高电电压压、大大电电流流的的双双极极结结型型晶晶体体管管（BipolarJunctionTransistorBJT），英英文文有有时时候候也也称称为为PowerBJT.u在在电电力力电电子子技技术术的的范范围围内内，GTR与与BJT这这两两个个名名称称等等效效.应用应用u20世世纪纪80年年代代以以来来，在在中中、小小功功率率范范围围内内取取代代晶晶闸闸管，但目前又大多被管，但目前又大多被IGBT和电力和电力MOSFET取代取代08 七月 2024第1章 电力电子器件1.GTR的结构和工作原理的结构和工作原理GTR的结构、电气图形符号和内部载流子的流动的结构、电气图形符号和内部载流子的流动08 七月 2024第1章 电力电子器件一般采用共发射极接法，集电极电流一般采用共发射极接法，集电极电流ic与基极电与基极电流流ib之比为：之比为：与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。GTR的电流放大系数，反映了基极电流对集电的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的控制能力极电流的控制能力。-GTR是电流控制器件是电流控制器件当考虑到集电极和发射极间的漏电流当考虑到集电极和发射极间的漏电流Iceo时，时，ic和和 ib的关系为：的关系为：ic=ib+Iceo08 七月 2024第1章 电力电子器件产品说明书中通常给出直流电流增益产品说明书中通常给出直流电流增益hFEhFE-在直流工作情况下集电极电流与基极电流之在直流工作情况下集电极电流与基极电流之比。一般可认为比。一般可认为 hFE单管单管GTR的的 值比小功率的晶体管小得多，通常值比小功率的晶体管小得多，通常为为10左右，采用达林顿接法可有效增大电流增益。左右，采用达林顿接法可有效增大电流增益。主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。08 七月 2024第1章 电力电子器件共共发发射射极极接接法法时时的的典典型型输输出出特特性性：截截止止区区、放放大区和饱和区。大区和饱和区。在在电电力力电电子子电电路路中中GTR工工作作在在开开关关状状态态，即即工工作在截止区或饱和区。作在截止区或饱和区。在在开开关关过过程程中中，即即在在截截止止区区和和饱饱和和区区之之间间过过渡渡时，要经过放大区。时，要经过放大区。2.GTR的基本特性的基本特性1)静态特性静态特性共发射极接法时共发射极接法时GTR的输出特性的输出特性放放饱和区饱和区OIcib3ib2ib1ib1ib2BUcexBUcesBUcerBUceo实际使用时，为确保安全，最高工作电压要比实际使用时，为确保安全，最高工作电压要比BUceo低得多。低得多。08 七月 2024第1章 电力电子器件通常规定为通常规定为hFE下降到规定值的下降到规定值的1/21/3时所对应的时所对应的Ic。实际使用时要留有裕量，只能用到实际使用时要留有裕量，只能用到IcM的一半或稍多的一半或稍多一点。一点。2)集电极最大允许电流集电极最大允许电流IcM 3)集电极最大耗散功率集电极最大耗散功率PcM最高工作温度下允许的耗散功率。最高工作温度下允许的耗散功率。产产品品说说明明书书中中给给PcM时时同同时时给给出出壳壳温温TC，间间接接表表示示了最高工作温度了最高工作温度。08 七月 2024第1章 电力电子器件一次击穿一次击穿集集电电极极电电压压升升高高至至击击穿穿电电压压时时，Ic迅迅速速增增大大，出出现现雪崩击穿。雪崩击穿。-一次击穿一次击穿只只要要Ic不不超超过过限限度度，GTR一一般般不不会会损损坏坏，工工作作特特性性也不变。也不变。二次击穿二次击穿一一次次击击穿穿发发生生时时Ic增增大大到到某某个个临临界界点点时时会会突突然然急急剧剧上升，并伴随电压的陡然下降。上升，并伴随电压的陡然下降。常常常常立立即即导导致致器器件件的的永永久久损损坏坏，或或者者工工作作特特性性明明显显衰变衰变。4.GTR的二次击穿现象与安全工作区的二次击穿现象与安全工作区二次击穿临界线二次击穿临界线PSB-二次击穿二次击穿08 七月 2024第1章 电力电子器件安全工作区（安全工作区（SafeOperatingAreaSOA）最最高高电电压压UceM、集集电电极极最最大大电电流流IcM、最最大大耗耗散散功功率率PcM、二次击穿临界线限定。、二次击穿临界线限定。SOAGTR的安全工作区的安全工作区OIcIcMPSBPcMUceUceM08 七月 2024第1章 电力电子器件也也分分为为结结型型和和绝绝缘缘栅栅型型（类类似似小小功功率率FieldEffectTransistorFET）但但通通常常主主要要指指绝绝缘缘栅栅型型中中的的MOS型型（MetalOxideSemiconductorFET）简称简称电力电力MOSFET（PowerMOSFET）结结型型电电力力场场效效应应晶晶体体管管一一般般称称作作静静电电感感应应晶晶体体管（管（StaticInductionTransistorSIT）2.4.3电力场效应晶体管电力场效应晶体管08 七月 2024第1章 电力电子器件特点特点用栅极电压来控制漏极电流用栅极电压来控制漏极电流驱动电路简单，需要的驱动功率小。驱动电路简单，需要的驱动功率小。开关速度快，工作频率高。开关速度快，工作频率高。热稳定性优于热稳定性优于GTR。电电流流容容量量小小，耐耐压压低低，一一般般只只适适用用于于功功率率不不超过超过10kW的电力电子装置的电力电子装置。08 七月 2024第1章 电力电子器件1）电力）电力MOSFET的种类的种类按导电沟道可分为按导电沟道可分为P沟道沟道和和N沟道沟道。耗耗尽尽型型当当栅栅极极电电压压为为零零时时漏漏源源极极之之间间就就存在导电沟道。存在导电沟道。增增强强型型对对于于N（P）沟沟道道器器件件，栅栅极极电电压压大于（小于）零时才存在导电沟道。大于（小于）零时才存在导电沟道。电力电力MOSFET主要是主要是N沟道增强型沟道增强型。1.电力电力MOSFET的结构和工作原理的结构和工作原理GSD增强型增强型GSD耗尽型耗尽型08 七月 2024第1章 电力电子器件导导通通时时只只有有一一种种极极性性的的载载流流子子（多多子子）参参与与导导电电，是是单极型晶体管。单极型晶体管。导电机理与小功率导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别。管相同，但结构上有较大区别。电力电力MOSFET的多元集成结构。的多元集成结构。国国 际际 整整 流流 器器 公公 司司（International Rectifier）的的HEXFET采用了六边形单元。采用了六边形单元。西西门门子子公公司司（Siemens）的的SIPMOSFET采采用用了了正正方方形形单元。单元。摩摩托托罗罗拉拉公公司司（Motorola）的的TMOS采采用用了了矩矩形形单单元元按按“品品”字形排列字形排列。08 七月 2024第1章 电力电子器件信息电子中小功率信息电子中小功率MOS管是横向导电器件。管是横向导电器件。电力电力MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET（VerticalMOSFET）大大提高了大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。器件的耐压和耐电流能力。按垂直导电结构的差异又分为利用按垂直导电结构的差异又分为利用V型槽实现垂直导电的型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散结构的和具有垂直导电双扩散结构的VDMOSFET（VerticalDouble-diffusedMOSFET）。）。这里主要以这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。器件为例进行讨论。08 七月 2024第1章 电力电子器件2）电力）电力MOSFET的结构的结构电力电力MOSFET的结构和电气图形符号的结构和电气图形符号GSDP沟道沟道b)a)GSDN沟道沟道PN+N+N-N+N+N+PSGD08 七月 2024第1章 电力电子器件2.电力电力MOSFET的工作原理的工作原理由于由于P基区与基区与N-漂移区之间形成漂移区之间形成的的PN结结J1反偏，反偏，漏漏源极之间无导电沟源极之间无导电沟道，故无电流流过道，故无电流流过.截止截止PN+N+N-N+N+N+PSGD-漏源极间加正电源，漏源极间加正电源，栅源极间电压为零栅源极间电压为零.+-Id=0无导电沟道无导电沟道J1GSD+-08 七月 2024第1章 电力电子器件导通导通PN+N+N-N+N+N+PSGD+-+-漏源极间加正电源，在栅源极间加正电压漏源极间加正电源，在栅源极间加正电压UGS生成导电沟道生成导电沟道IdUGSUT时，时，将产生将产生N导电沟导电沟道，漏源间有电道，漏源间有电流流ID流过。流过。N反型层反型层GSD+-+ID08 七月 2024第1章 电力电子器件1)栅栅极极是是绝绝缘缘的的，所所以以不不会会有有栅栅极极电电流流流流过过。但但栅栅极极的的正正电电压压会会将将其其下下面面P区区中中的的空空穴穴推推开开，而而将将P区中的少子区中的少子电子吸引到栅极下面的电子吸引到栅极下面的P区表面区表面.2)当当UGS大大于于UT（开开启启电电压压或或阈阈值值电电压压）时时，栅栅极极下下P区区表表面面的的电电子子浓浓度度将将超超过过空空穴穴浓浓度度，使使P型型半半导导体体反反型型成成N型型而而成成为为反反型型层层，该该反反型型层层形形成成N沟道而使沟道而使PN结结J1消失，漏极和源极导电消失，漏极和源极导电.08 七月 2024第1章 电力电子器件3.电力电力MOSFET的基本特性的基本特性a)转移特性转移特性504030201002468UGS/VID/AUGS+-UDS+-GSDN沟道沟道漏漏极极电电流流ID和和栅栅源源间间电电压压UGS的的关关系系称称为为MOSFET的转移特性的转移特性.ID较较大大时时，ID与与UGS的的关关系系近近似似线线性性，曲曲线线的的斜斜率率定定义义为为 跨跨导导Gfs.IDUT1)静态特性静态特性08 七月 2024第1章 电力电子器件b)输出特性输出特性漏源电压漏源电压UDS增加时增加时漏极电流漏极电流ID不再不再增加增加饱和饱和非饱和非饱和漏源电压漏源电压UDS增加时增加时漏极电流漏极电流ID相应相应增加增加504030201001020304050UDS/VID/AUGS=UT=3VUGS=8V UGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7V 非非饱饱和和区区 截止区截止区 饱饱和和区区POWER-MOSFET工作在截止区和非饱和区工作在截止区和非饱和区UGS+-UDS+-GSDN沟道沟道ID08 七月 2024第1章 电力电子器件需要保持需要保持Ugs的值，以使电的值，以使电流通过流通过.门电流为零，除了开关作用门电流为零，除了开关作用期间的充放电过程。期间的充放电过程。开关时间短（几个开关时间短（几个ns-几百几百ns）。）。源漏极之间的导通电阻较大。源漏极之间的导通电阻较大。Rds（on）=kBVss2.5-2.7，k取决取决于器件的几何尺寸，正的温于器件的几何尺寸，正的温度特性。度特性。504030201001020304050UGS/VID/AUGS=UT=3VUGS=8VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7V 非非饱饱和和区区 截止区截止区 饱饱和和区区1)4)b)输出特性输出特性2)3)08 七月 2024第1章 电力电子器件2)动态特性动态特性RFRsupRGuGSiD信号信号iD+UERLa)测试电路测试电路b)开关过程波形开关过程波形电力电力MOSFET开关过程开关过程u uGSGSu uGSpGSpu uT T0 00 0i iD Du uP Pt td(on)d(on)t tri rit tt trvrvt td(off)d(off)t tt t0 0开通开通过程过程u uDS,DS,u uDS,DS,i iD Dt tfvfvt tfi fi关断关断过程过程08 七月 2024第1章 电力电子器件(1)开通过程开通过程开通延迟时间开通延迟时间td(on)up前沿时刻到前沿时刻到uGS=UT并开始出现并开始出现iD的时刻间的时的时刻间的时间段间段.电流上升时间电流上升时间tri uGS从从uT上升到上升到MOSFET进入非饱和区的栅压进入非饱和区的栅压UGSP的的时间段时间段.td(on)triu uGSGSu uGSpGSpu uT T0 00 0i iD Du uP Pt td(on)d(on)t tri rit tt trvrvt td(off)d(off)t tt t0 0u uDS,DS,u uDS,DS,i iD Dt tfvfvt tfi fitfv电压下降时间电压下降时间tfv uGS上升到上升到UGSP时，时，uDS开开始下降，下降到零时的时间段始下降，下降到零时的时间段.开通时间开通时间ton：ton=td(on)+tri+tfv08 七月 2024第1章 电力电子器件td(off)trvu uGSGSu uGSpGSpu uT T0 00 0i iD Du uP Pt td(on)d(on)t tri rit tt trvrvt td(off)d(off)t tt t0 0u uDS,DS,u uDS,DS,i iD Dt tfvfvt tfi fitfi关断延迟时间关断延迟时间td(off)up下降到零起，下降到零起，Cin通过通过Rs和和RG放电，放电，uGS按指按指数曲线数曲线下降到下降到UGSP时，时，uDS开始上升开始上升的时间段的时间段.电流下降时间电流下降时间tfi uGS从从UGSP继续下降起，继续下降起，iD减小，到减小，到uGS20V将将导导致绝缘层击穿致绝缘层击穿.4)极间电容极间电容-极间电容极间电容CGS、CGD和和CDS.4.电力电力MOSFET的主要参数的主要参数除跨导除跨导Gfs、开启电压、开启电压UT以及以及ton、toff还有还有:Ciss=CGS+CGD Crss=CGD Coss=CDS+CGD08 七月 2024第1章 电力电子器件5)漏源间的耐压、漏极最大允许电流和最大耗散功率决定了漏源间的耐压、漏极最大允许电流和最大耗散功率决定了电力电力MOSFET的安全工作区的安全工作区MOSFET正向偏置安全工作区正向偏置安全工作区FASOA(图中的时间表示脉冲宽度）图中的时间表示脉冲宽度）6)一般来说，一般来说，电力电力MOSFET不存在二次击穿不存在二次击穿问题，这是它的问题，这是它的一大优点一大优点,但实际使用中仍应注意留适当的裕量但实际使用中仍应注意留适当的裕量.10ms1ms DC 10us ID 0VDS FASOA08 七月 2024第1章 电力电子器件注意注意:MOSFET在漏极和源极之间形成一个反向并联的寄在漏极和源极之间形成一个反向并联的寄生二极管，与生二极管，与MOSFET构成整体，使得在漏、源极间加构成整体，使得在漏、源极间加反向电压时器件导通。反向电压时器件导通。PN+N+N-N+N+N+PSGD寄寄生生二二极极管管08 七月 2024第1章 电力电子器件GTR的特点的特点双双极极型型，电电流流驱驱动动，有有电电导导调调制制效效应应，通通流流能能力力很很强强，导导通通压压降降低低，开开关关速速度度较较低低，所所需需驱驱动动功功率率大大，驱驱动电路复杂动电路复杂.MOSFET的特点的特点单单极极型型，电电压压驱驱动动，开开关关速速度度快快，导导通通压压降降大大，输输入入阻阻抗抗高高，热热稳稳定定性性好好，所所需需驱驱动动功功率率小小而而且且驱驱动动电电路路简单简单.两类器件取长补短结合而成的两类器件取长补短结合而成的复合器件复合器件2.4.4绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管-绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管（Insulated-gateBipolarTransistorIGBT或或IGT）08 七月 2024第1章 电力电子器件1)IGBT的结构的结构IGBT是三端器件：栅极是三端器件：栅极G、集电极、集电极C和发射极和发射极E1.IGBT的结构和工作原理的结构和工作原理IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号的结构、简化等效电路和电气图形符号ECG发射极发射极栅极栅极集电极集电极PN+N+N-N+N+N+P缓冲区缓冲区J2J3J1P+漂移区漂移区注入区注入区GECIGBT是是GTR与与MOSFET组成的达林顿结构，一个由组成的达林顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区驱动的厚基区PNP晶体管晶体管GERNC08 七月 2024第1章 电力电子器件N沟沟 道道 VDMOSFET与与 GTR组组 合合 N沟沟 道道 IGBT（N-IGBT）。）。IGBT比比VDMOSFET多多一一层层P+注注入入区区，形形成成了了一一个个大大面积的面积的P+N结结J1。使使IGBT导导通通时时由由P+注注入入区区向向N基基区区发发射射少少子子，从从而而对对漂漂移移区区电电导导率率进进行行调调制制，使使得得IGBT具具有有很很强强的的通通流流能能力。力。简简化化等等效效电电路路表表明明，IGBT是是GTR与与MOSFET组组成成的的达达林顿结构林顿结构，一个由，一个由MOSFET驱动的厚基区驱动的厚基区PNP晶体管晶体管RN为晶体管基区内的调制电阻。为晶体管基区内的调制电阻。08 七月 2024第1章 电力电子器件驱动原理与电力驱动原理与电力MOSFET基本相同，场控基本相同，场控器件，通断由栅射极电压器件，通断由栅射极电压uGE决定。决定。导通：导通：uGE大于开启电压大于开启电压UGE(th)时，时，MOSFET内形成内形成沟道，为晶体管提供基极电流，沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。导通。导通压降导通压降：电导调制效应使电阻：电导调制效应使电阻RN减小，使通态压减小，使通态压降降小小。关断关断：栅射极间施加反压或不加信号时，：栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关关断。断。2)IGBT的原理的原理ID08 七月 2024第1章 电力电子器件2.IGBT的基本特性的基本特性1)IGBT的静态特性的静态特性IGBT的转移特性和输出特性的转移特性和输出特性不是从原点开始，是不是从原点开始，是PN结结J1造造成的，与成的，与GTR、P-MOSFET不不同同ECG+uGEiC-uCE+-08 七月 2024第1章 电力电子器件(1)转移特性转移特性 IC与与UGE间间的的关关系系，与与MOSFET转移特性类似。转移特性类似。开启电压开启电压UGE(th)IGBT能能实实现现电电导导调调制制而而导导通通的的最最低低栅栅射射电压电压UGE(th)随随温温度度升升高高而而略略有有下下降降，在在+25 C时时，UGE(th)的值一般为的值一般为26V0UGEUGE(th)ICECG+uGEiC-uCE+-08 七月 2024第1章 电力电子器件以以UGE为为参参考考变变量量时，时，IC与与UCE间的关系。间的关系。分分为为三三个个区区域域：正正向向阻阻断断区区、有有源源区区和和饱饱和和区区。分分别别与与GTR的的截截止止区区、放放大大区区和和饱和区相对应。饱和区相对应。uCE0时时，IGBT为为反反向阻断工作状态。向阻断工作状态。O有源区有源区正向阻断区正向阻断区饱饱和和区区反向阻断区反向阻断区ICURMUFMUCEUGE(th)UGE增加增加ECG+uGEiC-uCE+-(2)输出特性输出特性（伏安特性）（伏安特性）IGBT工作在正向阻断区（关断）及饱和区（导通）。工作在正向阻断区（关断）及饱和区（导通）。08 七月 2024第1章 电力电子器件2)IGBT的动态特性的动态特性（1）开通延迟时间）开通延迟时间td(on)驱动电压驱动电压uGE前沿上升前沿上升至幅值的至幅值的10%到集电到集电极电流极电流iC 上升至幅值上升至幅值的的10%的时间。的时间。（2）电流上升时间）电流上升时间tri集电极电流集电极电流iC从从10%ICM 上升上升90%ICM 的时间。的时间。(3)电压下降时间电压下降时间tfv00td(on)trittfitfv1tt0tfv2tontofftfi1tfi2td(off)10%ICM90%ICMICUGE10%UGEM90%UGEM开通时与开通时与MOSFET相似，因为开通过程中相似，因为开通过程中IGBT在大部在大部分时间作为分时间作为MOSFET运行。运行。uCEMuCEUGEMICMECGMOSFET导通导通MOS,PNP导通导通开通时间开通时间ton ton=td(on)+tri+tfv08 七月 2024第1章 电力电子器件00td(on)trttfitfv1tt0tfv2tontofftfi1tfi2td(off)10%ICM90%ICMICUGE10%UGEM90%UGEMuCEMuCEUGEMICM（3）关断延迟时间）关断延迟时间td(off)驱动电压驱动电压uGE后沿下后沿下降至幅值的降至幅值的90%到到集射电压集射电压uCE升上到升上到幅值的幅值的10%的时间。的时间。（4）电压上升时间）电压上升时间tfv（5）电流下降时间）电流下降时间tfi集电极电流集电极电流iC从从90%ICM下降至下降至10%ICM的的时间。时间。关断时间关断时间tofftof f=td(off)+trv+tfitrvMOS关断关断PNP关断关断IGBT的电流拖尾现象的电流拖尾现象08 七月 2024第1章 电力电子器件IGBT中双极型中双极型PNP晶体管的存在，虽然带来了电导晶体管的存在，虽然带来了电导调制效应的好处，但也引入了少子储存现象，因而调制效应的好处，但也引入了少子储存现象，因而IGBT的开关速度低于电力的开关速度低于电力MOSFET。IGBT的击穿电压、通态压降和关断时间也是需要折的击穿电压、通态压降和关断时间也是需要折衷的参数。衷的参数。GERNC08 七月 2024第1章 电力电子器件 1)最大集射极间电压最大集射极间电压UCES 由内部由内部PNP晶体管的击穿电压确定。晶体管的击穿电压确定。2)最大集电极电流最大集电极电流 包括额定直流电流包括额定直流电流IC和和1ms脉宽最大电流脉宽最大电流ICP。3)最大集电极功耗最大集电极功耗PCM 正常工作温度下允许的最大功耗。正常工作温度下允许的最大功耗。3.IGBT的主要参数的主要参数ECG08 七月 2024第1章 电力电子器件IGBT的特性和参数特点的特性和参数特点1.开开关关速速度度高高，开开关关损损耗耗小小。在在电电压压1000V以以上上时时，开关损耗只有开关损耗只有GTR的的1/10，与电力，与电力MOSFET相当。相当。2.相相同同电电压压和和电电流流定定额额时时，安安全全工工作作区区比比GTR大大，且具有耐脉冲电流冲击能力。且具有耐脉冲电流冲击能力。3.通通态态压压降降比比VDMOSFET低低，特特别别是是在在电电流流较较大大的的区域。区域。4.输入阻抗高，输入特性与输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似。类似。5.与与MOSFET和和GTR相比，耐压和通流能力还可以相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点。进一步提高，同时保持开关频率高的特点。08 七月 2024第1章 电力电子器件寄生晶闸管寄生晶闸管由由一一个个N-PN+晶晶体体管管和和作作为为主主开开关关器器件件的的P+N-P晶晶体管组成。体管组成。寄寄生生晶晶闸闸管管PN+N+N-N+N+N+P缓冲区缓冲区J2J3J1P+漂移区漂移区注入区注入区GEC由于寄生晶闸管的存在，当集电极电流过大，由于寄生晶闸管的存在，当集电极电流过大，duCE/dt过过大，温度过高均会产生擎住效应。使大，温度过高均会产生擎住效应。使IGBT集电极电流不受集电极电流不受栅射电压控制。栅射电压控制。08 七月 2024第1章 电力电子器件擎住效应或自锁效应擎住效应或自锁效应NPN晶晶体体管管基基极极与与发发射射极极之之间间存存在在体体区区短短路路电电阻阻，P形形体体区区的的横横向向空空穴穴电电流流会会在在该该电电阻阻上上产产生生压压降降，相相当当于于对对J3结结施施加加正正偏偏压压，一一旦旦J3开开通通，栅栅极极就就会会失失去去对对集集电极电流的控制作用，电流失控。电极电流的控制作用，电流失控。-擎住效应擎住效应l ICICM时，有可能使寄，有可能使寄生晶生晶闸管管导通。使得通。使得IC不受不受UGE的控制的控制电流失控流失控08 七月 2024第1章 电力电子器件动态擎住效应比静态擎住效应所允许的集电极电流小。动态擎住效应比静态擎住效应所允许的集电极电流小。擎住效应曾限制擎住效应曾限制IGBT电流容量提高，电流容量提高，20世纪世纪90年代中年代中后期开始逐渐解决。后期开始逐渐解决。集电极电流过大产生擎住效应集电极电流过大产生擎住效应-静态擎住效应静态擎住效应duCE/dt过大产生擎住效应过大产生擎住效应-动态擎住效应动态擎住效应08 七月 2024第1章 电力电子器件IGBT往往与反并联的快速二极管封装在一起，制成模往往与反并联的快速二极管封装在一起，制成模块，成为逆导器件块，成为逆导器件。反向偏置安全工作区（反向偏置安全工作区（RBSOA）最最大大集集电电极极电电流流、最最大大集集射射极极间间电电压压和和最最大大允允许许电压上升率电压上升率duCE/dt确定。确定。正偏安全工作区（正偏安全工作区（FBSOA)最最大大集集电电极极电电流流、最最大大集集射射极极间间电电压压和和最最大大集集电电极功耗确定。极功耗确定。10ms1ms DC 10us Ic 0Vce08 七月 2024第1章 电力电子器件小小结结1、GTR双极性器件。电流驱动器件，电流容量大，双极性器件。电流驱动器件，电流容量大，开关速度开关速度较低，导通压降小，驱动功率大。较低，导通压降小，驱动功率大。2、POWER-MOSFET单极性器件。电压驱动器件，电流容量比单极性器件。电压驱动器件，电流容量比GTR小，开小，开关速度较快，导通压降大，驱动功率小。关速度较快，导通压降大，驱动功率小。3、IGBT复合器件，具有复合器件，具有GTR和和P-MOSFET的优点，电流容的优点，电流容量比量比P-MOSFET大，开关速度较大，开关速度较GTR快，导通压降较快，导通压降较P-MOSFET小，小，驱动功率小驱动功率小。