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常见的大功率器件有哪些?如何分类的

发表时间:2022-06-10
来源:金誉半导体
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在知道大功率器件之前,我们要先知道功率器件是什么意思,功率器件是电子元件和电子器件的总称电子装置中,电能转换与电路控制的核心它利用半导体单向导电的特性改变电子装置中电压频率相位和直流交流转换等的功能。

而大功率器件一般是指电压等级在1200V以上,电流在300A以上输出功率比较大的电子元器件典型的大功率器件包括大功率二极管、晶闸管SCR双极型功率晶体管IGBT功率晶体管GTRIGCT、GTO、ETOSIT等,900V以上的mosfet也可称为大功率器件,但是要看相应的电流等级。

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其中,IGCT是在晶闸管技术的基础上结合IGBT和GTO等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中,是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。

IGCT是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器功率0.5~3MW,三电平逆变器1~6MW;若反向二极管分离,不与IGCT集成在一起,二电平逆变器功率可扩至4/5MW,三电平扩至9MW。

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这些器件基本上是以硅材料为基础,经过不同的工艺生产条件生产出来按照其功能也有所分类

1. 按照导通、关断的受控情况可分为不可控、半控和全控型功率器件全控型如IGBT、IGCT、ETO等就是通过门极可以控制器件的开通与关断,半控型器件的代表就是晶闸管,只能控制开通,而不能控制关断

2. 按照载流子导电情况可分为双极型、单极型和复合型功率器件;

3. 按照控制信号情况,可以分为电流驱动型和电压驱动型功率器件

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根据它们的这些结构和特点应用领域也不完全相同主要由电子元件业、半导体分立器件和集成电路业等部分组成。功率电子器件被广泛应用于电源,伺服驱动,变频器,电机保护器等功率电子设备主要得益于它们的自身优势:

1、器件能够快速恢复,以满足越来越高的速度需要。

2、通态压降降低。

3、电流控制能力增大。

4、额定电压耐压高。

5、温度与功耗。

随着技术的不断进步,功率半导体器件在不断演进。自上世纪80年代起,功率半导体器件MOSFET、IGBT和功率集成电路逐步成为了主流应用类型随着科技的发展,今后对于半导体的产品应用还会产生哪些变化,或者是衍生出哪些新型的元器件都未可知,值得期待。