一、概念
大功率晶體管一般被稱為功率器件,屬于電力電子技術(shù)(功率電子技術(shù))領(lǐng)域研究范疇。其實(shí)質(zhì)就是要有效地控制功率電子器件合理工作,通過功率電子器件為負(fù)載提供大功率的輸出。
一般說來,功率器件通常工作于高電壓、大電流的條件下,普遍具備耐壓高、工作電流大、自身耗散功率大等特點(diǎn),因此在使用時與一般小功率器件存在一定差別。
二、分類
功率器件從整體上可以分為不可控器件、半可控器件和全可控器件。
1、不可控器件
指導(dǎo)通和關(guān)斷無法通過控制信號進(jìn)行控制,完全由其在電路中所承受的電流、電壓情況決定,屬于自然導(dǎo)通和自然關(guān)斷。包括功率二極管。
2、半可控器件
指能用控制信號控制其導(dǎo)通,但不能控制其關(guān)斷,其關(guān)斷只能由其在主電路中承受的電壓、電流情況決定,屬于自然關(guān)斷。包括晶閘管(SCR)和由其派生出來的雙向晶閘管(TRIAC)。
3、全可控器件
指能使用控制信號控制其導(dǎo)通和關(guān)斷的器件,包括功率三極管(GTR)、功率場效應(yīng)管(功率MOSFET)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、絕緣柵雙極三極管(IGBT)、MOS控制晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、靜電感應(yīng)晶閘管(場控晶閘管,SITH)和集成門極換流晶閘管(IGCT)等。
全可控器件從控制形式上還可以分為電流控制型和電壓控制型兩大類。
屬于電流控制型的有:GTR、SCR、TRIAC、GTO等。
屬于電壓控制型的有:功率MOSFET、IGBT、MCT和SIT
三、性能比較
1、選型考慮原則
適用性(是否滿足技術(shù)要求)、經(jīng)濟(jì)性(性價比);
2、工作頻率比較
SIT>MOSFET(3-10MHz)>IGBT(50KHz)>SITH>GTR(30KHz)>MCT>GTO
3、功率容量比較
GTO(6000V/6000A)>SITH>MCT>IGBT(2500V/1000A)>GTR(1800V/400A)>SIT>功率MOSFET(1000V/100A)
4、通態(tài)電阻比較
功率MOSFET>SIT>SITH>GTO>IGBT>GTR>MCT
5、控制難易程度比較
電壓控制型控制較電流控制型更容易控制,但其中的SIT屬于常開型器件,控制難度大于功率MOSFET和IGBT。
四、應(yīng)用
用于控制功率輸出,高頻大功率晶體管的應(yīng)用電子設(shè)備的掃描電路中,如彩電,顯示器,示波器,大型游戲機(jī)的水平掃描電路,視放電路,發(fā)射機(jī)的功率放大器,如對講機(jī),手機(jī)的射頻輸出電路,高頻振蕩電路和高速電子開關(guān)電路等。
大功率管由于發(fā)熱量大所以必須安裝在金屬散熱器上,且金屬散熱器的面積要足夠大,否則達(dá)不到技術(shù)文檔規(guī)定的技術(shù)性能。
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