侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

常见的功率半导体器件有哪些?

2020-08-07 09:22
一起聊IT
关注

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。按照分类来看,功率半导体可以分为功率IC和功率分立器件两大类,其中功率分立器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品。

近年来,功率半导体的应用领域已从工业控制消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场,市场规模呈现稳健增长态势。目前国内功率半导体产业链正在日趋完善,技术也正在取得突破。同时,中国也是全球最大的功率半导体消费国,2019年市场需求规模达到144亿美元,增速4,占全球需求比例高达35%本文将重点针对常见的几种功率半导体进行介绍。

1、MCT(MOSControlledThyristor):MOS控制晶闸管

MCT是一种新型MOS与双极复合型器件。如图所示。MCT是将MOSFET的高阻抗、低驱动图MCT的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起,形成大功率、高压、快速全控型器件。实质上MCT是一个MOS门极控制的晶闸管。它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断,它由无数单胞并联而成。

2、IGCT(IntergratedGateCommutatedThyristors)

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。

目前,IGCT已经商品化,ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为4[1]5kV/4kA,最高研制水平为6kV/4kA。1998年,日本三菱公司也开发了直径为88mm的GCT的晶闸管IGCT损耗低、开关快速等优点保证了它能可靠、高效率地用于300kW~10MW变流器,而不需要串联和并联。

3、IEGT(InjectionEnhancedGateTransistor)电子注入增强栅晶体管

IEGT是耐压达4kV以上的IGBT系列电力电子器件,通过采取增强注入的结构实现了低通态电压,使大容量电力电子器件取得了飞跃性的发展。IEGT具有作为MOS系列电力电子器件的潜在发展前景,具有低损耗、高速动作、高耐压、有源栅驱动智能化等特点,以及采用沟槽结构和多芯片并联而自均流的特性,使其在进一步扩大电流容量方面颇具潜力。另外,通过模块封装方式还可提供众多派生产品,在大、中容量变换器应用中被寄予厚望。日本东芝开发的IECT利用了电子注入增强效应,使之兼有IGBT和GTO两者的优点:低饱和压降,安全工作区(吸收回路容量仅为GTO的十分之一左右),低栅极驱动功率(比GTO低两个数量级)和较高的工作频率。器件采用平板压接式电机引出结构,可靠性高,性能已经达到4.5kV/1500A的水平。

4、IPEM(IntergratedPowerElactronicsModules):集成电力电子模块

IPEM是将电力电子装置的诸多器件集成在一起的模块。它首先是将半导体器件MOSFET,IGBT或MCT与二极管的芯片封装在一起组成一个积木单元,然后将这些积木单元迭装到开孔的高电导率的绝缘陶瓷衬底上,在它的下面依次是铜基板、氧化铍瓷片和散热片。在积木单元的上部,则通过表面贴装将控制电路、门极驱动、电流和温度传感器以及保护电路集成在一个薄绝缘层上。IPEM实现了电力电子技术的智能化和模块化,大大降低了电路接线电感、系统噪声和寄生振荡,提高了系统效率及可靠性。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号