电力电子1-器件课件

电力电子1—器件46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔电力电子1—器件电力电子1—器件46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔PowerElectronicsTechnology电力电子技术第二部分电力电子器件62.1、功率器件部分随着教育改革的不断深化，音乐欣赏教学的作用已越来越重要。音乐欣赏教学是提高学生对音乐的理解能力、语言表达能力、想象能力及审美能力的主阵地，通过音乐欣赏课的教学，能培养学生的审美意识，开阔学生的知识视野，促进学生全面发展。因此，在农村初中要加强音乐欣赏的教学力度，最大限度地提高农村初中学生的音乐欣赏水平。一、积极调动学生的学习兴趣，诱发音乐欣赏的欲望对于音乐知识比较贫乏的农村初中学生，兴趣是学习的动力，也是最好的老师。因此，在欣赏课教学时，教师要根据曲目特点，结合学生的生活经历和认知水平，激发学生的学习兴趣，引导学生积极参与到教学活动中，把握曲目内在的思想感情，诱发学生的学习欲望。如在教学芭蕾舞剧《天鹅湖》时，向学生介绍剧情：芭蕾舞剧《天鹅湖》取材于俄罗斯民间传说，恶魔把公主奥杰塔及其侍女们变成了一群白天鹅，只有在夜间她们才能恢复人形。王子识破了恶魔的阴谋诡计，用正义去战胜邪恶，最终使天鹅们恢复了人形，公主奥杰塔与王子结为眷属。古老而优美的传说极大地激发了学生浓厚的兴趣，诱发了他们欣赏芭蕾舞剧《天鹅湖》的欲望。二、利用现代媒体的优势，体现音乐欣赏的魅力在音乐欣赏教学中，充分发挥多媒体声、光、色、形合一，音画同步的优势，在画面与音响的有机结合与教师的情境创设中，使学生融入优美的旋律和作品特定的情境氛围中，体现音乐欣赏的魅力。如在教学《我的家乡多美好》时，展现了灿烂的阳光、茂密的森林、清澈的溪水、悠闲的动物等优美画面，再配上背景音乐，使声音、画面连成一片。看着优美的画面，倾听着悦耳的歌声，学生仿佛置身于家乡多姿多彩的优美景色中，产生一种身临其境的感觉，引发了强烈的情感共鸣。三、强化音乐作品的分析，培养音乐欣赏的能力在农村初中音乐欣赏教学中，绝大多数教师用歌曲旋律代替了全部的教学，导致学生对音乐作品的掌握只停留在表面。因此，在音乐欣赏教学中，教师要鼓励学生积极参与对音乐作品的分析、把握和理解，才能最大限度地提高学生音乐欣赏的能力。（1）要深刻理解歌词含义。初中音乐教材里所选欣赏歌曲的歌词，有的是体现对山川河流、花草树木等大自然美景的赞美；有的是体现热爱家乡、报效祖国的赤子情怀。对歌词的理解，就能使学生了解歌词的生动故事和创作背景；还能使学生深层次的把握歌曲所表达的思想内涵，从而把词和曲有机结合在一起。（2）巧用课本插图。音乐课本中的插图，是音乐作品中最重要、最精华、最直观的表现。在彩色插图的视觉刺激下，伴随着曲目优美的旋律，可以帮助学生感受优美、广阔的音乐情景，从而提高音乐欣赏能力。如在教学小提琴协奏曲《梁山伯与祝英台》时，教材中给出了鸟语花香、草桥结拜、长亭惜别、英台抗婚、哭灵控诉、化蝶六幅彩色插图，引导学生依插图欣赏作品。引子呈现出春光明媚、鸟语花香的景象，呈示部表现草桥结拜、长亭惜别的依恋之情，展开部表现英台抗婚、哭灵控诉达到了高潮，再现部“化蝶”把学生带入了神化的意境。由于直观形象的图画，再加上教师的点拨，使学生陶醉在凄美的意境之中。四、创设学生参与的平台，提高音乐欣赏的水平在音乐欣赏教学中，教师要根据欣赏曲目的特色，积极创设学生参与的表演平台，力争使每一个学生都有成就感，有效提高学生音乐欣赏的水平。教学中教师可引导学生围绕音乐表现的主题展开讨论，让学生畅所欲言，为学生营造一种体验音乐情感的环境。通过讨论，准确把握曲目表现的内涵和思想情感，能提高学生的音乐审美能力。如在《保卫黄河》的欣赏教学中，让学生在欣赏音乐的过程中，教师就曲目中表现了什么样的主题引导学生展开讨论：有的说，我看到了万马奔腾的黄河景象，听到了震耳欲聋的水浪声；有的说，我看到了在万山丛中和青纱帐里，与侵略者展开英勇斗争的游击健儿；有的说，我看到了中华民族前赴后继英勇不屈的献身精神。学生在音乐的旋律和各抒己见的讨论中爆发了想象，从而理解了音乐所表现的意境与主题，引擦出他们的想象火花。教学中教师还可以根据曲目的内容，引导学生积极参与，活跃课堂气氛，加深学生对曲目的内心体验与理解，提升学生的音乐欣赏水平。如在歌曲《牧歌》欣赏教学时，当欣赏、试唱过乐曲后，把学生分成三组，一组用马头琴伴奏，一组用简单的蒙古族舞蹈动作跳舞，一组有感情的合唱歌曲，然后角色互换，进行多轮表演。之后，让学生自由组合，分成若干小组，自由发挥各自的想象及音乐天赋，进行创作表演：有的组穿上事先准备好的蒙古族服装进行舞蹈表演，有的组介绍了一些蒙古族风土人情，有的组朗诵了一首赞美蒙古族的诗，最大限度地创设了学生参与的平台，提高了学生欣赏音乐的水平。五、结束语总之，在农村初中音乐欣赏教学中，教师要把握新的教学理念，勇于创新，勤于研究，根据曲目特色不断创新音乐欣赏的教学方法，最大限度地挖掘学生的欣赏能力与欣赏层次，提高学生的欣赏水平。随着新课程改革的进一步深入，注重学生的主体性和个性差异被提到了前所未有的高度，如何贯彻新课程改革的重要理念，将新课程改革应用于教育实践，为社会培养更多的人才，是摆在我们面前最紧迫的任务。将探究式学习引入课堂，实现探究式学习与物理课堂教学结合，可以有效地促进学生主体性的提高，同时注重了学生的个性培养，与新课程改革的目标不谋而合，因此探究式学习也是新课程改革的理想选择。我认为物理课堂教学中的探究式学习可从以下角度进行。1.精心准备，加强引导与指导物理探究实验是在教师的指导下，让学生针对某个问题进行研究，分析问题和解决问题，最终对研究的问题得出结论。这和传统的物理教学有所不同。传统的物理教学方法主要是以讲授系统的物理知识为主，学生是被动地接受书本知识；而新课程物理教学是以学生主动参与"探究活动"为主，通过实际操作，亲身体验、感悟获得直接经验，并利用所学知识进行分析、加工等，得出结论。在教学过程中，教师只要把问题提出，引导学生自己独立的去探究问题，切不可图省事包办代替。教师应把主要的精力放在进行探究实验的引导与指导上，帮助学生按科学规范的方法进行探究活动，培养其良好的探究事物的习惯。例如，探究活动"估测人的功率"，本来是让学生讨论交流后，提出一种可行的办法，然后再亲身实践，测出自己功率。而有的教师由于担心课堂时间紧，留给学生讨论的时间非常少，以至于一些同学没有弄明白就跟着其他同学一起跳台阶，而在测功率的过程中，由于课前没有做好充分准备，当一部分学生提出没有手表计时，教师出于好心就帮着给他们计时，结果有部分同学只记得上课跳了台阶，却不知为什么跳台阶。看上去是热热闹闹的，全班同学都参与了探究活动，而实际上由于课前准备不充分，教师又不能放手让学生独立的去实践，探究活动只停留在形式上，没有取得实质性的效果。2.利用提出的问题进行探究式学习问题教学是物理课堂教学的重要组成部分。物理教学的主要任务是向学生传授知识，解决疑惑，知识的传授与解惑是与学生自身的认知结构分不开的，按照"最近发展区"的理论，学生最容易接受的知识，往往是与学生本身的知识联系较紧密的一些内容，这就要求教师提出的问题要具有科学性和合理性。在实践中我们发现，在教学过程中要求学生提出问题，再利用学生寻求问题解决的欲望进行教学，可以有效地达到教学目标。例如：在学习《声现象》的知识之前，为了检测学生发散思维的流畅性，可以让学生列举听到的声音，这样既联系了学生的生活实际，又没有知识上的难度，使各类学生都有平等的发言机会。不仅可以体现教育的民主性，而且可以调动全体学生的积极性。教师将学生的发言在黑板上做简要记录，再让学生讨论并提出自己想知道的关于声现象的知识。这样做既可以了解学生的兴趣和知识盲点所在，又可以锻炼学生提出问题和解决问题的能力。利用学生的疑问，教师可以在引导学生探究的同时，完成本节课的教学任务。当然，在课堂教学中动员学生提问题，对教师的要求较高，课前必须进行认真准备，考虑学生可能提出的问题和课堂时间的分配，尽可能在有限的时间内圆满对学生进行答复。当然，也可能出现问题超出教师知识范围的情况，这就要求教师正确对待，切不可乱说一气或置之不理，打击学生学习的积极性。3.重视学生间的交流与合作只有大家团结合作，依靠集体的智慧和力量，才能加快成功的步伐。在整个探究过程中，教师在引导学生独立探究的基础上，必须重视引导学生开展讨论和交流活动。一是探究者通过"相互交流"，明白了对同一问题别人也可以有其他的不同解释，有利于摆脱以自我中心的思维倾向；二是在合作、相互表达与倾听中，探究者各自的想法、思路被明晰化、外显化，探究者可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控；三是在讨论中，探究者之间相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发探究者的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；四是探究者之间交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解；五是探究中的合作、分享与交流，可以使不同探究者贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而使探究者完成各单个探究者难以完成的复杂任务。因此要创造良好的"合作交流"氛围，引导学生开展讨论和交流活动。4.重视展示与总结探究活动结束后，要组织学生进行展示，以实现生生间的交流，在交流中让学生体会到不同方法和不同的结果，让学生对不同的结果进行讨论、比较、推理、概括和总结。应该看到，在新课程教学的实施过程中，确实还存在许多问题有待于我们去解决。有的来自教师和学生观念方面，有的则是技术和经验不足造成的。由于对新课程中探究活动的教学缺乏经验，加上课前准备不足，导致探究活动不能有效的进行；有的学生因受教师重知识传授轻实验探究的影响，在实验过程中消极被动，敷衍了事，致使探究能力得不到应有的提高。这些都有待于在今后的教学中改进。课堂教学是培养学生进行探究性学习、培养探究能力的主渠道。物理课堂上采用探究性学习，可以使学生充分展示自己的思维方式和思维过程，通过相互交流，使发现得以分享，凌乱的知识得以组织，模糊的认识得以澄清，观点得到辨析和认同。通过师生合作互动有助于激发学生的学习兴趣，增进对知识的理解。引申、深化讨论的内容，将学生思维引向更高的层次，使学生逐步形成自主获得物理知识的态度和方法、学会主动参与物理实践的本领，获得终身受用的基础能力、创新能力和创造能力。PowerElectronicsTechnology电力电子技术SouthChinaUniversityofTechnology第二部分电力电子器件6SouthChinaUniversityofTechnology2.1、功率器件部分电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的分类按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类：(1)

半控型器件——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的分类(2)

全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipolarTransistor——IGBT）电力场效应晶体管（PowerMOSFET，简称为电力MOSFET）门极可关断晶闸管（Gate-Turn-OffThyristor—GTO）(3)

不可控器件——不能用控制信号来控制其通断，因此也就不需要驱动电路电力二极管（PowerDiode）

只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的分类按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质，分为两类：电流驱动型——通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制电压驱动型——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者关断的控制电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态，所以又称为场控器件，或场效应器件按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类：单极型器件——由一种载流子参与导电的器件双极型器件——由电子和空穴两种载流子参与导电的器件复合型器件——由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的分类电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的分类电力电子技术第二部分电力电子器件——功率器件的特性和应用电力电子技术第二部分电力电子器件——当前的格局

IGBT为主体，第四代产品，制造水平2.5kV/1.8kA，兆瓦以下首选。不断发展，与IGCT等新器件激烈竞争，试图在兆瓦以上取代GTOGTO：兆瓦以上首选，制造水平6kV/6kA光控晶闸管：功率更大场合，8kV/3.5kA，装置最高达300MVA，容量最大电力MOSFET：长足进步，中小功率领域特别是低压，地位牢固2.1.1功率二极管电力电子技术第二部分电力电子器件——功率二极管PowerDiode结构和原理简单，工作可靠，自20世纪50年代初期就获得应用基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样以半导体PN结为基础由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的从外形上看，主要有螺栓型和平板型以及模块封装

AKAK电力电子技术第二部分电力电子器件——电力二极管与普通二极管的区别造成电力二极管和信息电子电路中的普通二极管区别的一些因素：正向导通时要流过很大的电流，其电流密度较大，因而额外载流子的注入水平较高，电导调制效应不能忽略引线和焊接电阻的压降等都有明显的影响承受的电流变化率di/dt较大，因而其引线和器件自身的电感效应也会有较大影响为了提高反向耐压，其掺杂浓度低也造成正向压降较大电力电子技术第二部分电力电子器件——PD等效模型势垒电容只在外加电压变化时才起作用，外加电压频率越高，势垒电容作用越明显。势垒电容的大小与PN结截面积成正比，与阻挡层厚度成反比。扩散电容仅在正向偏置时起作用。在正向偏置时，当正向电压较低时，势垒电容为主；正向电压较高时，扩散电容为结电容主要成分电力电子技术第一部分绪论——静态特性uDiDmAA~m反向阻断雪崩击穿0.5~1.2V主要指其伏安特性当电力二极管承受的正向电压大到一定值（门槛电压UTO），正向电流才开始明显增加，处于稳定导通状态。与正向电流IF对应的电力二极管两端的电压UF即为其正向电压降。当电力二极管承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。电力电子技术第二部分电力电子器件——动态特性开通过程：势垒电容体电感正向恢复时间动态特性——因结电容的存在，三种状态之间的转换必然有一个过渡过程，此过程中的电压—电流特性是随时间变化的电力电子技术第二部分电力电子器件——动态特性关断过程：由UR、线路电感、体电感决定反向充电建立势垒开始承受反压，抽流过程减弱，直至恢复反向阻断能力PN结两侧储存的大量空穴在反压的作用下被抽出器件，而形成反相电流，达到反向偏置稳态电力电子技术第二部分电力电子器件——动态特性参数延迟时间：td=t1-t0,电流下降时间：tf=t2-t1反向恢复时间：trr=td+tf恢复特性的软度：下降时间与延迟时间的比值tf/td，或称恢复系数，用Sr表示IFUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIRPdiFdtdiRdt电力电子技术第二部分电力电子器件——PD的分类1.普通二极管（GeneralPurposeDiode）又称整流二极管（RectifierDiode）多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中其反向恢复时间较长，一般在5s以上，这在开关频率不高时并不重要正向电流定额和反向电压定额可以达到很高，分别可达数千安和数千伏以上

电力电子技术第二部分电力电子器件——PD的分类2.快恢复二极管（FastRecoveryDiode——FRD）恢复过程很短特别是反向恢复过程很短（1s以下）的二极管，也简称快速二极管适用频率：20～100kHzMUR系列MUR162016A200V电力电子技术第二部分电力电子器件——PD的分类从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。适用频率：200kHz左右

BYV26/32/36★超快恢复二极管

（UltraFastRecoveryDiode<25ns)★软恢复二极管

（SoftRecoveryDiode<0.5us)BYV27/28/29/1N6620~IN66311N5802~IN5816电力电子技术第二部分电力电子器件——PD的分类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（SchottkyBarrierDiode——SBD），简称为肖特基二极管20世纪80年代以来，由于工艺的发展得以在电力电子电路中广泛应用肖特基二极管的弱点当反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200V以下反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度电力电子技术第二部分电力电子器件——PD的分类肖特基二极管的优点反向恢复时间很短（10~40ns）正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高适用频率：1MHzMBR系列MBR252025A20V电力电子技术第二部分电力电子器件——二极管特性仿真电力电子技术第二部分电力电子器件——电流波形1N40071N4148MUR1620MBR2520电力电子技术第二部分电力电子器件——电压波形1N40071N4148MUR1620MBR25202.1.2功率晶体管电力电子技术第二部分电力电子器件——GTR的结构★三重扩散台面型结构：GTR-GiantTransistorBJT-BipolarJunctionTransistor台面结构面积大→I大，但β小；单管：β=10~15，驱动电流大电力电子技术第二部分电力电子器件——达林顿结构复合（达林顿）管：★T1→T2顺序动作，速度慢。GTR（达林顿）模块：多级复合、单桥臂、桥…电力电子技术第二部分电力电子器件——GTR静态特性准饱和区深饱和区截止区二次击穿区二次击穿临界曲线放大区★安全工作区SOASOA—SafeOperationArea电力电子技术第二部分电力电子器件——GTR的驱动基本要求：

Ic较大时，增IB可降Uces；深度饱和与快速关断相矛盾。

增IBP-可加速关断，但电流变化率增大。一般取：电力电子技术第二部分电力电子器件——关于驱动电路

驱动电路——主电路与控制电路之间的接口使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现驱动电路的基本任务：将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号

对半控型器件只需提供开通控制信号对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号电力电子技术第二部分电力电子器件——驱动电路的隔离驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离

光隔离一般采用光耦合器

磁隔离的元件通常是脉冲变压器光耦合器的类型及接法a)普通型

b)高速型c)高传输比型电力电子技术第二部分电力电子器件——电流型和电压型驱动电流驱动型和电压驱动型

具体形式可为分立元件的，但目前的趋势是采用

专用集成驱动电路

双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路

为达到参数最佳配合，首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路电力电子技术第二部分电力电子器件——电压型驱动2.电压驱动型器件的驱动电路栅源间、栅射间有数千皮法的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小使MOSFET开通的驱动电压一般10~15V，使IGBT开通的驱动电压一般15~20V关断时施加一定幅值的负驱动电压（一般取-5~-15V）有利于减小关断时间和关断损耗在栅极串入一只低值电阻（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小电力电子技术第二部分电力电子器件——GTR的集成驱动电路★EXB356：150A/600V；IBP=+3A/-3.4A、IIN=3~9mAEXB356(富士·日)UAA4002(汤姆逊·法)M57950(三菱·日)电力电子技术第二部分电力电子器件——GTR的限制驱动电流大二次击穿开关速度低2.1.3功率场效应管电力电子技术第二部分电力电子器件——FET的分类★因工艺和结构差异名称不同。如：

MotorolaTMOSNECVDMOSSiemensSiPMOS结型(JFET)MOS型增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道PowerMOSFET电力电子技术第二部分电力电子器件——FET的分类小功率MOS管是横向导电器件电力MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为

VMOSFET（VerticalMOSFET）——大大提高了

MOSFET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V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MO

结构的VDMOSFET（VerticalDouble-diffusedMOSFET）

这里主要以VDMOS器件为例进行讨论电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的结构特点★胞元并联结RDS小，可达mΩ。★垂直导电VD，面积大，电流大；★沟道短D-S间U、R、C均小；电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的结构特点导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别电力MOSFET的多元集成结构国际整流器公司（InternationalRectifier）的HEXFET采用了六边形单元西门子公司（Siemens）的SIPMOSFET采用了正方形单元摩托罗拉公司（Motorola）的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的静态特性★安全工作区SOA跨导开启电压★转移特性SOA—SafeOperationAreaID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导Gfs电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的输出特性饱和区

调阻区雪崩击穿区★输出特性截止区（对应于GTR的截止区）饱和区（对应于GTR的放大区）非饱和区（对应于GTR的饱和区）电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的动态特性t1—开通延时t2—上升时间t3—关断延时t4—下降时间ts—开通时间（ns级）tc—关断时间（ns级）Rs、Cin决定开关速度电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的开关速度

MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系使用者无法降低Cin，但可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数，加快开关速度MOSFET只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速开关时间在10~100ns之间，工作频率可达100kHz以上，是主要电力电子器件中最高的场控器件，静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。开关频率越高，所需要的驱动功率越大。电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的参数跨导Gfs、开启电压UT以及td(on)、tr、td(off)和tf之外还有1)

漏极电压UDS

电力MOSFET电压定额2)

漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM

电力

MOSFET电流定额3)栅源电压UGS

栅源之间的绝缘层很薄，UGS>20V将导致绝缘层击穿4)

极间电容

极间电容CGS、CGD和CDS

厂家提供：漏源极短路时的输入电容Ciss、共源极输出电容Coss和反向转移电容Crss电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的特点

特点——用栅极电压来控制漏极电流驱动电路简单，需要的驱动功率小开关速度快，工作频率高热稳定性优于GTR★电压控制，输入阻抗高。★单极型，温—流负反馈，温度稳定性高，无二次击穿。☆

横向导电，电流小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置

。

K为器件的几何常数，N=2.5~2.7电力电子技术第二部分电力电子器件——MOSFET的并联运行电力MOSFET并联运行的特点Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡的能力，容易并联注意选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联电路走线和布局应尽量对称可在源极电路中串入小电感,起到均流电抗器的作用2.1.4绝缘栅双极型晶体管电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的产生思路

GTR和GTO的特点——双极型，电流驱动，有电导调制效应，通流能力很强，开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂

MOSFET的优点——单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单两类器件取长补短结合而成的复合器件—绝缘栅双极晶体管

绝缘栅双极晶体管（Insulated-gateBipolarTransistor——IGBT或IGT）

GTR和MOSFET复合，结合二者的优点，具有好的特性

1986年投入市场后，取代了GTR和一部分MOSFET的市场,中小功率电力电子设备的主导器件

继续提高电压和电流容量，以期再取代GTO的地位电力电子技术第二部分电力电子器件电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的结构IGBT—InsulatedGateBipolarTransistor电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的静态特性★转移特性★输出特性饱和区★饱和电压特性在1/2或1/3额定电流以下的区段，通态压降具负温度系数在以上的区段则具有正温度系数，并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的动态特性动态特性：拖尾电流MOS已经关断，IGBT存储电荷释放缓慢电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的擎住（Latch）效应★静态擎住★动态擎住★过热擎住P区体电阻RP引发擎住关断过急→位移电流CJ—PN结电容RG不能过小，限制关断时间。RP及PNP、NPN电流放大倍数因温度升高而增大。（150℃时ICM降至1/2）电力电子技术第二部分电力电子器件——

IGBT中双极型PNP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IGBT的开关速度低于电力MOSFETIGBT的击穿电压、通态压降和关断时间也是需要折衷的参数3.IGBT的主要参数1)最大集射极间电压UCES

由内部PNP晶体管的击穿电压确定2)

最大集电极电流包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP3)最大集电极功耗PCM

正常工作温度下允许的最大功耗电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT的特性和参数特点IGBT的特性和参数特点(1)

开关速度高，开关损耗小。在电压1000V以上时，开关损耗只有GTR的1/10，与电力

MOSFET相当(2)

相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR

大，且具有耐脉冲电流冲击能力(3)

通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域(4)

输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似(5)与MOSFET和GTR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电力电子技术第二部分电力电子器件——IGBT典型厚膜集成驱动电路1驱动电路的设计原则—

安全+低耗+快速★隔离：光电耦合、光纤、脉冲变压器；★电平适当：+12~16V/-5~10V★边沿陡直：tUP、tDn<1μs电压尖峰动态擎住★驱动回路短、回路阻抗