功率半导体器件原理及设计课件全套1-10 绪论 - MOS控制晶闸管（MCT）

2026/1/271§1-1电力半导体器件的归属关系电子技术电力电子技术信息电子技术模拟电子技术数字电子技术电力电子器件电力电子变流技术信息检出、传送和处理；多用低电平电路，对效率要求低(<15%)电力传送、变换、控制或开关；对效率要求较高(>85%)不考虑转换效率和散热等问题须优先考虑转换效率和散热等问题电力电子学微电子学电子学PowerElectronicDeviceorPowerSemiconductorDevice微电子学与固体电子学电子科学与技术功率半导体产业信息半导体产业2026/1/27是电子产品的大脑和神经，负责感知、运算、操纵等，实现电子产品的设计功能功率半导体是电子产品的心脏和血脉，负责给每一个用电终端输送合适的电能信息半导体电脑、手机里的传感器、摄像头这类的功能终端一切涉及发电、输电、变电、配电、用电、储电的设备都离不开电力/功率半导体器件

区别22026/1/27其它半导体元器件，如传感器可看成是马的眼睛､鼻子､耳朵功率半导体器件可看成是马的肌肉CPU可看成马的大脑1马力相当于一匹马把75kg物体在1s内提升1米高度所做的功，即1PS=735W。马力（horsepower），俗称匹；功率单位是瓦特（W）/马力（PS）3功率=额定电压×额定电流电力变换装置2026/1/274①电力半导体器件技术是电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。②电力电子变流技术

用电力半导体器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，及构成电力电子装置和系统的技术。是电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。

电力——交流和直流两种从公用电网直接得到的是交流；从蓄电池和干电池得到的是直流。（变换、输送、处理）1电力电子技术电力变换类型

电力电子器件研究如何将电网的交流电变换为直流或交流输出。粗电

精电2026/1/27电力变换装置功能框图通用变频器常用的AC-DC-AC电路的拓扑结构2026/1/276电子器件、电路电力静止、旋转装置连续、离散控制电力电子学2电力电子学整流、逆变、斩波、变频等基本电路及控制、保护、滤波电路等直流稳压、UPS、加热、焊接电源，太阳能、燃料电池电源等电动机的变速驱动系统控制理论、方式、手段基础接口纽带电力电子学是以电力电子技术为研究对象的电子学，是介于电子、电力与控制之间的边缘学科。1974年美国的W.Newell用倒三角形对电力电子学进行了描述。各种电力半导体器件电力电子学覆盖了材料、器件、CAD、制造、封装、电路与控制、磁学、热学、电力及电工应用等，已发展成为多学科相互渗透的综合性技术学科。由三大学科构成2026/1/277电力电子器件/主开关器件控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2保护电路

电力半导体器件在实际应用中的系统组成控制部分3.电力电子系统由以电力半导体器件为核心的主电路与其驱动电路及控制电路组成保证电力电子器件和整个系统正常可靠的运行电子器件检测主电路或应用现场的信号需电气隔离，通过光、磁等手段来传递信号给主开关器件提供驱动信号2026/1/278半导体分立器件的分类（按IEC标准）电力半导体器件半导体器件信息半导体器件主要功能：用作实现电力的变换、调节或开关的执行器件。特点：高电压，大电流，大功率，工作结温高，工作频率低。主要功能：用于信号控制。特点：低电压，小电流，小功率，工作结温低，工作频率高。电力电子器件/功率半导体器件

微电子器件/电子器件I>5AU>100V

P>10WI<5AU<100V

P<10W2026/1/279新角色:节约资源；开发新能源（光伏、潮汐、风能）；电力环境的治理(电能质量\稳定性\可控制性\输送能力)；节能降耗、环境保护。传统角色:电能的高效率变换；为计算机、通讯、自动化装置、仪表、工业装置提供高质量交流或直流电源；运动的高效率、精密、快速的控制,满足工业过程要求。电力电子技术的应用2026/1/2710根据Baliga教授引用的数据，1990年至2010年20年时间内，如果50%的电机采用IGBT调速控制技术，全球累计节41.9万亿度电。同时可减少46.1万亿磅的二氧化碳排放。粗电精电2020:100%双碳目标：2030年碳达峰，2060年碳中和。大力发展电力半导体器件

电力电子技术与节能减排不仅可以改善电能质量，而且可以节能30%，相当于840发电厂。2026/1/27Prof.

B.Jayant

Baliga陈星弼院士（1931-2019）地球上碳足迹最小的人（manwiththesmallestcarbonfootprintonearth）著作18本参编20本美国专利120项IGBT发明者中国功率器件领路人超结(SuperJunction)

发明者著作7部；学术论文200余篇;中美等国专利40余项打破传统“硅极限”，被国际学术界誉为“高压功率器件新的里程碑”功率半导体器件先驱者2026/1/27数控机床冶金工业轧钢机电解铝可控整流电源或直流斩波电源1）一般工业直流电动机可控整流电源交流电动机电镀装置12UPS电源电力电子技术应用2026/1/27132)交通运输海、陆、空交通运输工具磁悬浮列车2026/1/27143)电力系统静止无功补偿SVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS柔性直流输电系统中换流阀2026/1/27154)电子装置用电源程控交换机电子装置计算机打印机2026/1/27165)家用电器功率半导体器件的每一次升级，都使变频家电在体积､成本､可靠性､能效､噪声等方面获得巨大进步。2026/1/27风能太阳能6)新能源开发潮汐能氢能2026/1/2718交流电力传动机车6)新能源车电动汽车氢能源车（氢

电驱）电动高速机车2026/1/2719电力半导体器件是指基本特性由半导体内载流子流动决定，并主要用于电力的变换、调节和开关的器件（来自于电力半导体器件标准）。请记录一、电力半导体器件定义：半导体分立器件单极型器件电力半导体器件二、电力半导体器件分类：功率集成电路(PIC)

§1-2电力半导体器件概述双极型器件智能功率集成电路(SPIC)高压集成电路(HVIC)2026/1/2720从制造材料来分：有硅管，碳化硅(SiC)，氮化镓(GaN)等；从工作机理(内部载流子类型)来分：有双极型器件、单极型器件两类；从控制性能来分：有不可控器件、半可控器件和全可控器件三类；从驱动信号性质来分：有电压控制型器件、电流控制型器件两类；从功率等级来分（功率器件指标I>5A，U>100V，P>10W）：有小功率器件、中功率器件、大功率器件。电力半导体器件的分类方法功率=电流×电压，并非器件自身的功率损耗2026/1/2721

电力半导体器件IEGTGTOETOMTOIGCTFamily从结构和组成来讲高速度高耐压低压降高速度高耐压低压降基础2026/1/2722功率晶体管外形功率二极管外形HighPowerRectifierDiodesZP整流管单管GTR模块功率BJT单管FRD（快恢复二极管）模块FastSoftRecoveryDiode电流控制型器件2026/1/2723

KK快速晶闸管

FastSwitchingThyristor

超大功率晶闸管

Ultra-highPowerThyristors晶闸管外形SCR模块2026/1/2724光控晶闸管(Light-TriggeredThyristor,LTTs)2026/1/2725大功率GTO组件

HighPowerGTOAssemblies大功率GTO组件是把GTO元件,吸收保护,驱动和散热器组成一体,形成一种可靠性更高,应用更简单的功能电路。大功率GTO门极可关断晶闸管GateTurn-OffThyristor(GTO)关断增益3~52026/1/2726EmitterTurn-Off(ETO)ThyristorVirginiaPolytechnicInstituteandStateUniversity（弗吉尼亚理工学院与州立大学）ReduceHarmonicsintheHighPowerPWMVoltageSourceConverters发射极可关断晶闸管实现单位关断增益

改善器件性能2026/1/2727MOSTurn-OffThyristor(MTO)MOS关断晶闸管等效电路500A/4.5kVMTO实现单位关断增益

改善器件性能2026/1/2728IntegratedGateCommutatedThyristor

(IGCT)集成门极换流晶闸管“硬驱动”技术实现单位关断增益

改善器件性能2026/1/2729大功率晶闸管水冷组件功率组件（串联）IGCT水冷组件IGCT风冷组件2026/1/2730IR(InternationalRectifier)600VNPT-IGBT（WARP2）额定电流分为50A/35A/20A主要用于电信和服务器系统中的大电流、高频开关电源电路。功率MOS场效应晶体管PowerMOSFETsusedin48VoltNetworking&CommunicationsSystems绝缘栅双极晶体管InsulatedGateBipolarTransistor电压控制型器件2026/1/2731IGBT模块德国的赛米控公司高集成度低热阻高可靠性东芝IGBT模块IGBTLoPakModulesIGBT模块：600V/200A~250A，1.2kV~1.7kV/150A3.3kV/1200A，6.5kV/600AIGBT压接式封装2.5kV/1kA~4.5kV/4kA中车研制的4.5kV/3kA2026/1/2732功率集成电路(PIC)PowerIntegratedCircuit

HVIC：指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。SPIC：指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。高压集成电路(HVIC)智能功率集成电路(SPIC)PIC将信息采集、处理和功率控制合一，是机电一体化的关键接口电路和片上系统(SoC)的核心技术。实现单片PIC的关键是隔离问题(源-衬间的隔离)；主要技术障碍是无源元件、封装技术以及散热问题。PIC的发展方向是高集成化、规范化和智能化

PSoC发展。智能功率模块(IntelligentPowerModule,IPM)：将纵向功率器件与驱动、控制及各种保护电路、传感器等封装在一起形成模块结构。2026/1/2733其中配备高带宽和高速输出频率为130kHz集成保护电路专用于电机驱动器和逆变驱动器HVIC高压集成电路(HVIC)单个模块可代替130个元件；开关频率高达20kHz电机驱动用IPM智能功率模块(IPM)日本富士公司的IPM2026/1/2734MOS型器件+双极型器件

MOS-双极型复合器件速度快(无少子存储);驱动功率小（输入阻抗高）；SOA宽(无二次击穿)；Ron有正温度系数；但Ron大→饱和电压高，电压和电流定额较小。速度慢(有少子存储);驱动功率大（输入阻抗低）；SOA窄(有二次击穿)；Ron小→饱和电压低；阻断电压高，电流容量大。有少量的少子，开关速度较快；驱动功率小，输出功率大；SOA宽(无二次击穿)；Ron小，饱和电压低。阻断电压较高；电流容量较大。三、电力半导体器件特点（从结构上讲）作为输入级形成复合器件作为输出级

用很小的功率（电压）来驱动或控制很大的功率（电流）2026/1/2735电力半导体器件的基本特点：双极型器件（电流控制型）阻断电压高，通态压降较低，电流容量大；开关时间较长，驱动功率大，SOA窄。单极型器件（电压控制型）开关时间短，输入阻抗高、易驱动；Ron具有正的温度系数，SOA宽。饱和电压高、电压和电流定额较小。复合型器件（电压控制、双极型）阻断电压高、通态压降低、电流容量大；输入阻抗高、开关速度快，SOA较宽。请记录2026/1/2736电力半导体器件应用领域以超大功率晶闸管、IGCT、高压IGBT为代表，向高压、大电流反向发展。以GTO、IGBT模块、为代表，向高压、中频、大电流、大功率方向发展。四、电力半导体器件的应用请记录超大功率中等功率大功率小功率2026/1/2737五、电力半导体器件发展现状及趋势1.发展历程功率JFET

（50年代）MCT

（80年代中）

IGBT

（80年代中）功率MOSFET

（70年代）IEGT(90年代中)（70年代初）SITBSIT（80年代）

SITHHVIC,IPM（90年代后）电力半导体器件发展的重点：FSRD,SGT,SJMOS,IGBT,HV-Thyristor,IGCT,PIC以及新材料器件整流管、晶闸管

（50年代末~70年代）（70年代初~80年代）派生晶闸管,

GTR,GTO（90年代后）

IGCT,ETO,MTO第一代无关断能力第二代自关断能力第三代

性能优异的复合型器件SiC,GaN新材料器件2026/1/27电力半导体器件发展历史沿革MCT第三代半导体器件蓬勃发展电力半导体器件发展现状及趋势复合型双极型单极型材料2026/1/2740电力半导体器件的应用功率和频率范围频率(kHz)功率容量工作频率2026/1/2741低损耗、高功率密度（功率和体积之比）

驱动着设备或装置向着更高效、更精密的方向发展；快速高频化

发展SiC、GaN器件；易驱动（压控、光控）及“硬驱动”技术；多功能集成化(单片集成、组件、模块、智能化)；PIC芯片与功率模块趋于小型、轻量、廉价化；减小污染—绿色化（减小生产和原材料应用中的污染，减小器件使用中EMI及RFI）；增加耐用性和可靠性，使用起来更方便。2.发展趋势2026/1/2742研发新结构、新机理，改善器件性能；研发新材料（如SiC、GaN）基的功率器件；研究器件可靠性（如散热、热循环、辐射等）；改进封装技术，如IPM封装、多芯片压接封装；新驱动技术，将驱动电路中的部分元器件放入管子封装体内实现内部换流；研究各种保护电路（如过压、过流、过热、短路等保护），实现多功能集成化。3.研究热点2026/1/27思考题：什么是电力半导体器件？复合型器件是怎么构成的？双极型、单极型和复合型器件的特点分别是什么？电力半导体器件的主要用途？End43功率半导体器件Ch3功率二极管

(PowerDiodes)电子工程系2025·春4445功率二极管封装外形HighPowerRectifierDiodesZP整流管单管管芯FRD（快恢复二极管）单管管芯模块FastSoftRecoveryDiode(FSRD)IGBT模块FSRD462、PN的形成（动画演示）3、PN结的单向导电性（动画演示）基础知识回顾1、半导体中的两种载流子（动画演示）47内容提要§3.1功率二极管分类与结构特点§3.2PIN二极管工作原理与I-V特性§3.3静态和动态特性分析§3.4功率肖特基二极管§3.5应用要求与设计考虑§3.6特点与应用范围

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§3.1功率二极管分类与结构特点功率二极管分类及其相互关系扩散二极管外延二极管1.根据制造工艺分:功率二极管2.根据用途来分:整流二极管（ZP）开关二极管(快、超快恢复二极管)(FRD)续流二极管(快速软恢复二极管)(FSRD)功率二极管双极—普通功率二极管(pin)单极—功率肖特基二极管(SBD)功率二极管3.根据工作机理分:4849p+pnsubn+|NA-ND|/cm-3X/

mp+pnn+结构的杂质分布功率二极管基本结构：pnn+结构和p+pnn+结构A(阳极)p+nsubpn+K(阴极)特点：1.功率处理能力强；2.阻断电压高；3.正向压降较低。适合作整流二极管用特点：1.击穿电压低；2.正向压降很低；3.开关速度快。适合低压快恢复二极管p+nn+sub|NA-ND|/cm-3X/

mpnn+结构的杂质分布外延工艺扩散工艺外延二极管扩散二极管A(阳极/Anode)p+nnsub+K(阴极/Cathode)§3.2

PIN二极管工作原理与I-V特性1.工作原理

+-正向导通反向恢复+-Ap+nnsub+KAp+nnsub+K-+反向截止Ap+nnsub+K(UAK<0)(UAK>0.7)(UAK<0)电导调制电流反向+少子复合穿通或雪崩击穿5051状态条件特征反向截止阳-阴极加反向电压较小（即UAK<UBD）截止,漏电流小阳-阴极加反向电压过大（即UAK>UBD）（UBD为击穿电压

）pn结雪崩击穿,或n基区穿通,电流急增正向恢复阳-阴极加正向电压（即UAK>UTO）

（UTO为开启电压

）载流子向n基区注入,产生正向电流通态阳-阴极加正向电压（即UAK>UTO）

n基区电导调制，传导正向大电流反向恢复阳-阴极加反向电压（即UAK<0）

反向电流抽取，载流子复合功率二极管工作条件与状态特征521)当PIN二极管的UAK<0时，p+n结反偏，承担反向电压，功率二极管处于反向截止状态，此时漏电流很小。当UAK继续增加，直到大于功率二极管的击穿电压(UAK>UBD)时，功率二极管发生雪崩或穿通击穿，漏电流急剧增加。2)当UAK>UTO时，p+阳极区向n基区注入空穴，n+阴极区向n基区注入电子，使n基区充满了大量非平衡载流子。当其浓度

n=

p>>nn0(即大注入)时，n基区内发生电导调制效应，功率二极管处于正向导通状态，此时通过器件的电流很大，两端的压降很低。3)当阳-阴极两端加上反向电压(UAK<0)，功率二极管进入反向恢复过程。于是导通状态下存储在n基区中的大量非平衡载流子不断复合，外加反向电压可加速n基区中非平衡载流子抽取，缩短反向恢复时间。直到n基区中非平衡载流子彻底消失完，功率二极管才完全截止，并承受外加反向电压(UAK=UR)。PIN二极管的工作原理53与普通PN结二极管相同：当外加正向电压(UAK>UTO)时，pn结导通，形成电流。当外加反向电压(UAK<0)时，pn结截止，漏电流非常小。二极管具单向导电性。

2.I-V特性正向要求：电流尽量大，特性曲线尽量靠近纵轴，使正向压降为最小;反向要求：反向击穿电压尽量高，特性曲线尽量靠近横轴，漏电流小，且特性曲线要直，具有所谓“硬”特性。

二极管伏安特性开启电压UTO电路符号反向击穿电压UBD54主要特性参数1.IF(AV)：正向平均电流在规定的结温和散热条件下，允许流过的最大正弦半波电流的平均值。2.UF：正向压降指在一定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的管压降。3.URRM：反向重复峰值电压（额定电压）所能重复施加的反向最高峰值电压，对应的反向不重复峰值电压URSM为1.11URRM(旧标准)或URRM+100V(新标准)。4.IRRM：反向漏电流（额定电压下的电流）多芯片并联时要求正向压降为正温度系数dUF/dT＞0指反向截止时的漏电流（高温下漏电流会显著增大）功率二极管阳-阴极电压变化曲线URSMURWMURRM反向工作峰值电压反向重复峰值电压反向不重复峰值电压针对不可重复的浪涌条件而设置选用二极管时，电压选择应取2倍的安全裕量。（额定电压）55567.QRR：反向恢复电荷8.S：软度因子9.IFSM：浪涌电流指功率二极管所能承受的最大的连续一个或几个工频周期的过电流。表征二极管抗短路冲击的能力。5.trr：反向恢复时间指由导通到关断时，从IF过零到IR下降到其最大值的1/4时的时间间隔。

指反向恢复期间的反向电流最大值。6.IRM：反向恢复峰值电流指反向恢复期间抽取的电荷量，定义为反向电流对时间的积分。指反向恢复时间内的下降时间与存储时间的比值，是描述反向恢复特性软度的专用参数。10.TJM：最高工作结温在pn结不损坏的前提下，所能承受的最高平均温度(125℃~175℃)。一、反向击穿特性（UAK<0）

反向击穿特性指反偏pn结的击穿特性。UAK>UB→IR↑↑

二极管I-V特性击穿电压1.雪崩击穿：

UAK↑→Ed↑→碰撞电离加剧反向击穿特性有两种型式：

雪崩倍增→n,p↑↑→IR↑↑2.热击穿：T3>T2>T1

→n,p↑§3.3静态和动态特性分析当功耗(反向电流与反向电压的乘积PJ=UR

IR)超过了pn结允许的耗散功率(

)，就会因热量散发不出去而使pn结温度升高,导致二极管过热而烧毁。使用时要避免热击穿。57二、功率二极管耐压结构及其电场分布

J1pnn+p+p+pnn+结构J1n+np+pnn+结构n区较宽ND较高n区较窄ND较低Wn

Ecr电场分布WD反向击穿电压临界击穿电场强度NPT型，Nonpunchthrough

PT型，punchthroughWn-电场分布EcrWn-反向击穿电压58课堂小测验1.功率二极管的耐压层主要是：A.p+阳极区B.n基区

C.n+阴极区

3.功率二极管导通时的状态特征是载流子发生：A.电导调制效应B.

雪崩倍增

C.A和B4.功率二极管的击穿模式为：A.雪崩击穿 B.热击穿C.A和B5.关于功率二极管的耐压结构下列描述正确的是：A.非穿通型耐压（NPT）结构的电场强度分布为梯形B.穿通型耐压（PT）结构的电场强度分布为三角形C.非穿通型与穿通型耐压相等时,电场强度分布包围的面积相同2.功率二极管在高反向电压下时会发生：A.

pn结雪崩击穿

B.

n基区穿通

C.A和B

5960UAK导通状态:UAK>0二、通态特性n(x)=p(x)nnpp载流子分布UFUpJUIUnJ正向压降p+nn+wnx=0-wn/2wn/2正向压降：

结压降UpJ和UnJ可用J表示为：式中J为电流密度；K0为依赖于温度和二极管掺杂浓度分布的常数，参数

随电流密度而变化，kT/q为常数(常温下为0.026V)。n基区的平均载流子浓度为式中：wn为n基区厚度；R为复合速率；

n(x)为n基区的载流子浓度分布；

H为大注入时的载流子寿命(

H=

no+

po)。稳态时电流密度也可用pn结合nn+结处的非平衡载流子浓度表示为：6162体压降UI可简化为：UF依赖于电流密度J、大注载流子寿命

H及n基区厚度wn。正向压降：n基区的体压降UI为式中Rn,sp为n基区的扩展导通电阻/比导通电阻（

cm2）；双极迁移率大注入下双极扩散系数与载流子浓度有关63考虑到浪涌电流的限制，当电流密度J增加时，UF就会急剧增加。正向电流-电压可表示为：其中K0,K1,K2为依赖温度和二极管的结构参数，参数m的典型值在0.6~0.8之间。在实际使用中，产品数据单中通常会给出开启电压UTO和导通特性曲线的斜率电阻rT，可计算出在通态电流为IF时对应的正向压降：降低正向压降UF措施：1.从结构上考虑,减小n基区厚度,需与击穿电压折衷；2.从工艺上考虑，增加少子寿命,需与反向恢复时间折衷；3.从使用角度考虑，限制器件的电流密度和工作温度。64二极管特性参数及其与温度的关系零温度系数点（ZTC）：高、低温下导通特性曲线的交点

开启电压UTO是由3

IF(AV)/2与IF(AV)/2电流所确定的直线与横轴交点电压来确定，该直线的斜率即为导通电阻rT的倒数。高温下开启电压会减小b)正向压降与温度关系UF(V)0J(A)

25℃125℃UTOUFJFUF有负温度系数UF有正温度系数ZTC点UF与T无关在ZTC点之下，UF具有负的温度系数，容易引起热集中；在ZTC点之上，UF具有正的温度系数，有利于均温均流。a)开启电压的定义4.5IF1.5IF653.高温下二极管开启电压UTO会减小；额定电流在零温度系数(ZTC)点所对应电流之上时，UF会随温度升高而增加。说明：功率二极管抗浪涌电流能力受结构参数和工作温度限制。

整流二极管的IFSM(≥25IF)比FSRD的IFSM(约4.5IF)容量高。UF依赖于大注入载流子寿命

H或双极扩散长度La及n基区厚度wn，当wn=2La时,UF可达到最小；wn>2La时,UF就会急剧增加。功率二极管在正偏电压下，从两侧的重掺杂区向中央的n基区注入载流子，对n基区有电导调制(△p=△n>>nn0≈ND)作用，所以可获得较低的正向压降UF。功率二极管在浪涌电流下的正向压降会显著增加，且增加的幅度与浪涌电流大小有关。

课堂思考题1.功率二极管正向电压与什么因素有关？3.功率二极管在高温下为什么会提前导通？4.为什么要求功率二极管的正向压降具有正温度系数？

5.为什么整流二极管承受浪涌电流的能力比FSRD高？

2.如何降低功率二极管的正向压降？6667三、正、反向恢复特性t0i(t)

tIF0.1IFdi/dt0UFtfrUFM1.1UF0.1UF正向恢复时间tfr正向恢复(即开通)波形-pnn+pnn++-+(a)初期(b)末期正向恢复期间n基区的少子浓度分布决定UFM决定UF峰值压降UFM反向恢复(即关断)过程反向恢复时的电流与电压曲线决定IRM决定S反向恢复时的载流子分布(a)中期(b)末期反向恢复期间n基区的少子浓度分布6869①存储时间ts=t1-t0;②下降时间tf=t2-t1;p+n结开始恢复nn+结开始恢复正向压降通态电流反向峰值电压反向恢复峰值电流少子通过复合消失为主少子通过反向电流快速抽出为主t2由电流在0.9IRM与IRM/4处的连线在时间轴上的交点决定。反向恢复时间ts

tfS↑

恢复特性越软软度因子反向恢复时间trr↓

恢复越快反向恢复电荷Qrr=Q1+Q2反向电压动态雪崩70反向恢复电荷Qrr定义为反向恢复期间反向电流对时间的积分，若用直线来表示电流波形，其反向恢复电荷为：Qrr近似等于正向导通时二极n基区的存储电荷Qs，假设功率二极管有源区的面积为A，则联立以上两式，可得反向恢复时间为

τH为大注入载流子寿命,随温度升高而增大,导致trr增加。JF为正向电流密度；JRM为反向峰值电流密度。缩短trr措施：控制载流子寿命，需考虑与正向压降折衷。71软度因子S定义为下降时间tf与存储时间ts的比值;

a)硬恢复特性b)硬恢复特性c)软恢复特性

72功率二极管反向恢复期间载流子空穴的衰减过程软恢复特性取决于其中载流子数的衰减速度，尤其在反向恢复末期，只有当nn+结附近的载流子浓度达到一定值时才能保证其软度。也就是说,在反向恢复末期仍存在一定的载流子时才能实现真正的软恢复。抽取快,t>t4后消失抽取慢,t>t4后仍未消失+-+-73载流子浓度分布及其对应的反向恢复特性曲线具体措施：结构改进（降低p+区浓度和厚度、增加n缓冲层、新结构

）少子寿命控制（掺金、铂或铱；电子辐照、质子辅照）硬恢复软恢复提高阴极侧载流子浓度减低阳极侧载流子浓度74PiNp+n+n-AKLLDApn+n-KFS-LLDpn+n-nAKP+Pp+n-p+n+nn+AKFCE-DCIBH-Dpn+n-AKpppppp+n+n-AKSPEED/SSD快速软恢复二极管阳极与阴极的改进结构

控制阳极侧载流子注入快速度，增加阴极侧载流子注入软恢复NEW参考课本p25-2775测试条件：di/dt=25A/us，ITM=1kA,VRM=100V;测试结果：IRM=62.5A,trr=4.78

s，Qrr=184.5

C电子辐照前、后FRD二极管反向恢复特性曲线的变化电子辐照前

p>100s少子寿命对FRD反向恢复特性曲线的影响电子辐照后

p3s质子辐照效果好慢而软快而硬课堂小测验1.描述功率二极管反向恢复特性的主要参数是：A.trr、Qrr

B.

IRM、URM

C.S

D.A、B和C3.改善功率二极管的反向恢复特性的措施描述正确的是：A.通过阳极结构可以改善软度、阴极结构可以改善速度B.通过阳极结构可以改善速度、阴极结构可以改善软度C.通过电子辐照可以改善速度和软度

D.通过电子辐照可以改善速度，不能改善软度

2.FSRD理想的载流子分布：A.阳极侧载流子浓度低、阴极侧载流子浓度低

B.

阳极侧载流子浓度低、阴极侧载流子浓度高C.阳极侧载流子浓度高、阴极侧载流子浓度低D.阳极侧载流子浓度高、阴极侧载流子浓度高76§3.4功率肖特基二极管功率SBD二极管分类1.普通功率SDB二极管

MPS结构(Mergedpin/Schottky)

3.pin/SBD复合结构—功率肖特基二极管:由SBD派生而来(PowerSchottkyBarrierDiode,PowerSBD)2.结势垒控制肖特基二极管(JunctionBarriercontrolledSchottky,JBS）用途：在开关电路中用作超快恢复二极管77781.功率肖特基(SBD)二极管特点：阈值电压UTO与金属有关,约0.3V.通态压降与J有关。在小J下，压降小；在高J下，压降很高。由于接触区边缘处的空间电荷区弯曲引起电场集中，使其耐压低于100V→终端技术。工作机理:当UAK>UTO时,SBD导通,多子参与导电，无电导调制—单极工作模式。开关速度快,只受MS接触处势垒电容充放电时间限制(向n区扩展)。用途：高频，超快恢复二极管n+

subn

epiAK功率SBD结构及符号p+p+串联电阻2.结势垒控制二极管(JBS)p+79采用不同金属形成的功率SBD

I-V特性曲线UTO为了降低通态功耗，可采用低势垒高度的金属

UTO↓；为了抑制高温下的漏电流，需采用高势垒金属

IR↓。肖特基势垒高度Ubi依赖于金属的功函数。Ubi↓→UTO↓→UF↓；同时Ubi↓→IR↑，需折衷考虑。80

通态特性

功率SBD特征导通电阻为n漂移区电阻RD与UBD的关系各电阻均为特征电阻,

单位为

cm2，UBD的单位为V。功率SBD的正向压降UF可表示为UFS和体压降之和：可见，功率SBD的UF与势垒高度、温度、结构参数及电流密度有关。并且，正向压降具有负的温度系数。由热发射理论知，流过SBD电流UFS为肖特基结的正向压降；81当功率SBD加上反偏压时,由n漂移区来承担反向电压，峰值电场位于金-半接触处。由于金属层不承担电压，所以功率SBD的反向阻断能力可以用突变pn结来处理。假设为平行平面结的击穿，则n漂移区的掺杂浓度ND和厚度WD与击穿电压UBR的关系分别为SBD漏电流:可见，漏电流与温度、势垒高度的变化等有关；漏电流JR随温度升高会急剧增加，随势垒高度降低增加。

反向截止特性课堂思考题1.功率SBD正向压降与什么因素有关？3.为什么功率SBD的正向压降具有负的温度系数？4.为什么功率SBD的漏电流随温度升高而增加？

5.为什么功率SBD的耐压较低而速度很快？

2.如何降低功率SBD的正向压降？822.pin/肖特基复合MPS结构(Mergedpin/Schottky并联)

1)当MPS反向工作时，pn结的空间电荷区相连，将肖特基结屏蔽，使其不承受外加反向电压；pinSBDpinSBD工作原理:2)当MPS正向工作时，当UA>0.3V时，肖特基势垒开通；当UA>0.6V时，pn结开通，有空穴注入，产生电导调制效应，于是正向压降减小。UAK↑

MPS由肖特基结控制的单极模式转向由pn结控制的双极模式83电子流电子流空穴流空穴流空穴流83I-V特性曲线MPS与SBD、pin二极管的特性比较MPS的导通特性介于pin二极管与SBD之间；在低电流密度下MPS的UF低，由SBD决定；在高电流密度下MPS的UF较高，由pin二极管决定。MPS的反向恢复特性比pin二极管更好。84反向恢复峰值电流IRM(A)正向压降UF(V)pinMPS0在J<0.1A/cm2下SBD有更低的UF采用钛、镍、金、铂等金属制作肖特基接触1）4H-SiC

SBD结构与硅SBD结构相同，外延工艺2）4H-SiCSBD的工作原理与硅SBD相同：单极工作模式4.4H-SiCSBD3）4H-SiCSBD的特性：4H-SiCSBD是2kV~3kV、8~10kHz应用场合首选器件在J<1kA/cm2下4H-SiCSBD有更低的UF851）4H-SiC

MPS结构与硅MPS结构相同：外延+硼离子注入工艺，p+区比4H-SiCJBS的p+区更深2）4H-SiCMPS的工作原理与硅MPS相同：单极+双极—双模式工作5.4H-SiCMPS3）4H-SiCMPS的特性：JA=200A/cm2，低压4H-SiCMPS工作在JBS区，高压4H-SiCMPS工作在MPS区1.2kV12kV10~50A/cm2>1kA/cm2200A/cm286（1）整流管：要求：高电压、大电流、低损耗；

选择p+pn-n+结构（2）快恢复二极管：要求：反向恢复时间短（几百ns~5

s）、压降低低压时

选pnn+外延结构、高压时

选pp-n-n+扩散结构（3）快恢复软恢复二极管：要求：反向恢复时间短，软度大，压降低。低压时

选择pn-nn+结构（4层）高压时

选择pp-n-nn+结构（5层）1.功率二极管的应用要求§3.5应用要求与设计考虑8788（1）反向击穿特性（2）正向导通特性（3）反向恢复特性反向击穿电压由雪崩击穿电压决定，与n基区的浓度(或电阻率)和厚度有关;

n-↑/ND↓,wn↑→UBD↑

增加n基区宽度、提高电阻率及其均匀性→反向击穿电压↑;增加空间电荷区载流子的产生寿命

SC↑→反向漏电流↓。正向压降与n基区的厚度及其大注入寿命

H有关;

(wn

/

2La)↓→UF↓(与UBD矛盾);

H=

n+

p↑→UF↓(与toff矛盾)

控制n基区宽度，提高少子寿命，同时要降低接触压降。反向恢复时间与n基区的厚度及其少子寿命

p有关;

wn↓→trr↓但UBD↓,Enn+↑(与阻断特性、抗动态雪崩能力矛盾);

p↓→trr↓(与UF要求矛盾)

降低阳极中性区的少子寿命，增加反向抽取电流。2.各项特性对结构参数的制约关系89对NPT型耐压结构对PT型耐压结构对PT型耐压结构，考虑nn+结电场及终端的影响,n基区厚度：击穿电压UBD与n基区厚度wn之间的关系当厚度Wn相同时，采用PT结构获得击穿电压高。对1200V的器件，采用NPT和PT耐压结构，因n基区厚度不同，导致其UF相差约0.8V；对高压器件,UF差别将会更大。依据UBD估算n基区厚度3.设计考虑90（1）高压整流二极管的设计选PT型耐压结构Wn电场分布Ecr反向击穿电压主要考虑击穿电压和正向压降的折衷：阳极区采用重掺杂、深结，以提高注入效率；减薄n基区的厚度；保证高的载流子寿命。J1n+np+p+pnn+结构p91wn

Ecr反向击穿电压（2）快恢复二极管(FRD)的设计n+nppnn+结构选PT型耐压结构在满足击穿电压的前提下，主要考虑正向压降和反向恢复时间的折衷：阳极区采用中等掺杂、浅结，以降低注入效率；减薄n基区的厚度、适当增加n基区的浓度。降低nn+结处峰值电场强度Enn+Enn+92wn

Ecr反向击穿电压（3）快速软恢复二极管(FSRD)设计n-ppn-nn+结构选PT型耐压结构在满足击穿电压的前提下，主要考虑正向压降和反向恢复速度、软度的折衷：p阳极区采用中等掺杂、浅结以降低注入效率；减薄n基区的厚度、适当增加n基区的浓度。增加n缓冲层，提高恢复末期n-n结处载流子浓度；降低高低nn+结处峰值电场强度Enn+。Enn+na)正斜角b)负斜角

整流二极管常用斜角台面终端结构

a)场限环结构

b)场限环与场板复合结构

快恢复二极管常用的平面终端结构

结终端设计考虑Ws平面终端台面终端UBD为有源区击穿电压UB与表面击穿电压UBRS两者中较小者，且UBD>UBRSdr耐压效率9394功率SBD要求：反向恢复时间短（几ns~几百ns）

选择Mn-n+外延结构根据击穿电压指标,按PT结构设计时最小扩展导通电阻为设计关键：1.肖特基结材料的确定:

采用高势垒金属材料作肖特基接触，如PtSi势垒高度为0.85eV,阈值电压UTO为0.5V;UF=UTO+Ron,SPmin

J2.n漂移区参数的设计:根据额定电流密度J计算正向压降：n漂移区扩展电阻与UBD的关系：按NPT结构设计时,扩展导通电阻大于Ron,SPmin§3.6特点与应用范围主要用途：整流；续流(与作IGBT、IGCT配套)FWD/FRD工作模式：开关目的：降低功耗;保护主开关器件;提高可靠性等正向压降低UF↓（dUF/dT＞0）反向漏电小IR↓（高温下）

静态损耗

正向恢复时间短tfr↓,UFM↓

反向恢复电荷少Qrr↓反向恢复时间短

trr↓反向恢复电流峰值小IRM↓开关损耗↓反向恢复特性软S↑抗浪涌电流和动态雪崩的能力强

保护主器件，减小EMI，提高设备可靠性直流参数开关参数95工频应用：整流快速开关应用：开关电源、不间断电源(UPS)、交流电动机。逆变电路中续流：与晶闸管、GTO、GCT和IGBT等主器件配套作续流用。

功率二极管的主要缺点：电压、电流容量有限SiC功率二极管；电流不可控

功率晶体管；pin二极管反向恢复时间较长、频率较低

功率肖特基二极管。主要应用范围：整流管：数千伏，数千安，反向恢复时间>5

s,频率<1kHz；快恢复二极管：几百ns~5

s；超快恢复二极管：20ns~

100ns（如功率肖特基二极管的反向恢复极短,压降较低,耐压<200V）快速软恢复二极管：数千伏，几十~几百安，几百ns~5

s96主要特性参数：96971、熟悉功率二极管的基本结构、制造工艺和特点；2、掌握功率二极管的工作原理及I-U特性曲线；3、掌握两种功率二极管的耐压结构及其掺杂分布;4、熟悉功率二极管如下特性参数的含义：

反向击穿电压，正向压降，反向恢复时间，软度因子5、熟悉pin二极管和功率SBD在结构、原理和特性区别；6、掌握MPS二极管的工作原理和电导调制机理；7、熟悉功率SBD和MPS二极管在结构和特性的区别；8、了解硅和碳化硅pin二极管、功率SBD及MPS应用范围。本章知识点请记录End97功率半导体器件Ch4功率双极型晶体管

(PowerBipolarTransistors)电子工程系2025·春功率晶体管封装外形GTR模块功率BJT单管（塑封）功率BJT单管（金属管壳）99达林顿BJT芯片100内容提要§4.1功率晶体管的分类与结构特点§4.2工作原理与I-V特性

§4.3特性分析

§4.4二次击穿与安全工作区(SOA)§4.5碳化硅双极晶体管§4.6应用要求与设计考虑§4.7主要用途与特点1013.晶体三极管导通必须同时满足的两个条件：(1)基-射极间加正向电压(UBE>0)，提供基极电流(IB>0);

(2)集-射极间加正向电压(UCE>0V)，即集电结反偏)。4.功率双极晶体管一般采用npn结构双极晶体管基础知识回顾

1.晶体三极管内载流子的运动(动画演示)2.晶体三极管共射输出特性(动画演示)为了提高BJT击穿电压

采用三重扩散结构；为了提高电流均匀性采用多发射区并联结构§4.1功率晶体管的分类与结构特点符号:按用途分：功率放大和功率开关

基本结构：n+pnn+结构按制作工艺分：外延和扩散102杂质分布：特点：1.开关速度快；2.饱和电压低;3.电流增益大。适合功率放大特点：1.击穿电压高；2.饱和压降较高。适合功率开关。三重扩散晶体管n+pnn+结构外延晶体管n+pnn+结构103当E结零偏或反偏、C结反偏时,BJT处于截止模式；当E结正偏、C结反偏时,BJT处于放大模式(功率放大)；当E结和C结均正偏时,BJT处于饱和模式(功率开关)。晶体管是非线性元件，其特性与其工作模式有关：BJT的放大作用表现为：用较小的基极电流可以连续控制较大的集电极电流；或将较小的功率按比例放大为较大的功率。§4.2工作原理及I-V特性共射极电路适合电力电子应用

一、工作模式共射极电路IBIC104105截止状态：UCCRCUBBRB共射极电路（UBE=0）IE0发射极无注入IC0集电结反偏,有微小的漏电流流过功率晶体管处于截止状态，集电结承受反向电压IB=0UBE=0UCE>0JcJe外加电压UCC过大,集电结会发生雪崩击穿/穿通BECnn+pn+106开通状态：UBE>0UCE>0共射极电路（UBE>0）IEEB结加正偏,扩散运动形成IE扩散到基区的自由电子与空穴复合形成IBEICBOCB结反偏,漂移运动形成ICEIC=ICE+ICBOIBEICEIB=IBE-ICBO发射极开路时集电结反向饱和电流ICBO电流放大倍数：UCCRCUBBRBBECnn+pn+功率晶体管处于放大状态JcJe107饱和状态：UCE>0共射极电路（UBE>>0）集电极电流达到饱和UCCRCUBBRBBECnn+pn+功率晶体管处于饱和状态由浅深JcJeUBE>>0电导调制效应,基区宽变效应iB↑基区、集电区有非平衡载流子积累108关断状态：共射极电路（UBE<0）功率晶体管又恢复到截止状态，集电结承受反向电压UCCRCUBBRBBECnn+pn+UBE<0UCE>0IB<0IC0IE0状态变化：(1)截止(2)放大(3)浅/深饱和(4)退饱和(5)放大(6)截止JcJe基极抽取少子复合非平衡载流子逐渐消失1091）当功率晶体管(BJT)基-射极电压UBE

0(即IB=0)、集-射极加正向电压(即UCE>0、C结反偏)时，功率双极晶体管处于截止状态，此时漏电流很小。当UCE继续增加，大于BJT的雪崩击穿电压UCEO时，功率双极晶体管发生雪崩击穿，此时漏电流急剧增加。2）当UBE>UTE(即IB>0),UCE>0时，发射区向基区注入电子,一部分与基区空穴复合,其余都会扩散到C结,并被C结耗尽区电场扫入集电区形成集电极电流。UBE↑→IB↑→IC↑,功率双极晶体管呈放大状态；随UBE或IB不断增加,从发射区注入到基区的电子增多,并向C区扩展,使C结由反偏→零偏→正偏,功率BJT达到临界饱和状态。当UBE或IB进一步增加,注入电子大量涌入集电区,使得

n=

p>>NC，于是基区和集电区都会发生强烈的电导调制效应，功率双极晶体管处于饱和导通状态，其中流过的电流很大，两端的压降很低。3）当UBE<0(即IB<0)时，导通时注入到基区和集电区的非平衡载流子开始被基极电流抽取,并不断复合,C结由正偏→零偏→反偏，功率BJT由深饱和→浅饱和→放大→截止,功率BJT恢复截止态。

功率双极晶体管的工作原理110状态条件特征截止集-射极加正向电压较小（即0<UCE<UCEO）基-射极加反电压（即UBE<0或IB=0）截止漏电小集-射极加正向电压过大（即UCE>UCEO）（UCEO为IB=0时BJT的雪崩击穿电压

）集电结发生雪崩击穿后电流急增开通集-射极加正向电压（即UCE>0）、

基-射极加正电压（即UBE>UTE或IB>0）

（UTE为发射极的开启电压

）发射区向基区注入载流子、载流子在基区中扩散并进入集电区饱和导通集-射极加正向电压（即UCE>0）

基极电流连续施加（IB>>0）基区和集电区电导调制、基区宽变；IB↑饱和度由浅变深

关断集-射极加正向电压（即UCE>0）

基-射极加负电压（即UBE<0或IB<0）基极反向电流抽取，载流子复合功率晶体管工作条件与状态特征111输出特性放大区特征：当UBE>0,UBC<0时，随IB增加,IC线性增大

BJT呈放大状态饱和区特征：当UBE>0，UBC>0,β和UCE均达到最小值，进入饱和

BJT处于通态。三种工作状态击穿区特征：当UCE

微小变化引起IC很大增加，

BJT击穿状态。放大工作区

开态工作区关态工作区截止区特征：UBE≤0，UBC<0，E结不注入电子，仅有很小的漏电流流过

BJT处于断态。112主要特性参数2.IC

：集电极电流（额定电流）在规定的结温和散热条件下，允许流过的最大集电极电流的平均值。3.UCEsat：集电极-发射极饱和压降指在一定温度下，功率晶体管饱和导通时对应的管压降。1.UCEO：集电极-发射极击穿电压（额定电压）基极开路时，集电极-发射极之间所能重复施加的最高峰值电压，与电流增益有关。4.ton：开通时间指加上正的基极电流到集电极电流上升到其峰值的90%的时间间隔。

指加上负的基极电流到集电极电流下降到其峰值的10%的时间间隔。5.toff：关断时间6.TJM

：最高工作结温在功率晶体管不损坏的前提下，所能承受的最高平均温度。1131.功率晶体管的耐压层主要是：A.p基区

B.n集电区

C.n+集电区

2.功率晶体管导通时的状态特征是：A.发生电导调制效应B.发生基区宽变效应C.两者都发生3.功率晶体管的工作模式有：A.截止、放大、饱和B.截止、饱和C.截止、放大4.功率晶体管放大的条件是：发射结反偏(IB=0)、集电结反偏;

发射结正偏(IB>0)、集电结反偏;

C.发射结正偏(IB>0)、集电结正偏。课堂小测验1114§4.3特性分析

一、通态特性大注入下基区和集电区发生电导调制效应功率双极型晶体管在导通状态的载流子浓度分布UBE>UTE（IB>0）UCE>00xp(x)对应载流子浓度分布电中性要求集电区浓度p(0)p(wB)wB输出特性

饱和度Q与UCEsat

a)放大IB小,UCE大b)浅饱和IB↑UCE↓c)深饱和限IB↑↑UCE↓↓d)深饱和IB大,UCE小载流子浓度分布基区会发生电导调制效应并扩展基区宽变效应未调制区饱和条件

浅饱和区深饱和区放大区Q↑

toff↑Q↑

UCEsat

载流子浓度分布与I-V特性对应关系115n+pn-n+饱和度Q浅饱和限深饱和限饱和时集电区（调制区）产生的压降为在大注入条件下，假设dp/dx=dn/dx,空穴电流可以忽略，集电区非平衡载流子浓度近似为线性分布，可表示为x=0--发射结所在位置；p(wB)--集电结处的载流子浓度。利用,并代入E(x),则集电极电流表示为116准饱和区时，只有部分集电区被电导调制，调制区压降Un1为

在准饱和区时集电区总压降为

wB—基区宽度变化量；NC—集电区掺杂浓度。未调制部分的压降Un2用欧姆定律求得，UCEsat包括集电区体压降Un(最大)、发射区与基区的体压降及其欧姆接触压降UmEBC、发射结压降UJE及集电极欧姆接触压降UC。功率晶体管的总压降：117118放大区：电流增益hFE

功率晶体管处于放大状态时输出电流与输入电流之比。共射极电流增益：共基极电流增益：w—中性基区的宽度二、击穿特性

功率BJT在截止状态下的电场分布晶体管基极开路时集-射极的击穿电压Enn+Epn119基区较厚时基区较薄时120共射极击穿特性UCEO<UCER<UCES<UCEXUCEO—基极开路UCER—基极-发射极加电阻UCES—基极-发射极间短路UCEX—发射结反偏在基极-发射极间加电阻，会降低发射结压降使注入效率

和

减小，导致击穿电压增加。基极-发射极在正偏和反偏条件下的击穿特性当

npn=0.9时,UCEO=0.63UCBO当

npn=0.99时,UCEO=0.4UCBO

121开通时间ton:由延迟时间td

和上升时间tr

两部分组成，ton=td+tr关断时间toff:由存贮时间ts和下降时间tf两部分组成，toff=ts+tf

三、开关特性功率晶体管的开关损耗功率晶体管开关过程的电流集中现象（currentpinching）在晶体管关断过程中，由于基区存在自偏压效应，使发射极边缘部分被反偏，边缘先关断，中心仍导通，于是出现发射极电流集中现象。在晶体管导通过程中，基区自偏压效应，当晶体管工作在放大区时，会引起发射极电流的集边效应。采用多个小发射区并联结构可提高其电流的均匀性122§4.4二次击穿与安全工作区(SOA)二次击穿需要时间（触发时间）和能量（触发功率）：触发时间：当第一次雪崩击穿后，从电流上升到ISB，再到触发产生二次击穿（A→B→C点）的延迟时间。第一次雪崩击穿后，当加在BJT上的能量超过临界值（触发功率）时，才产生二次击穿，也就是说二次击穿需要能量。触发功率二次击穿实验曲线

负阻特性一.二次击穿特性（IB<0）（IB=0）（IB>0）123124

减小基区横向电阻，可以削弱发射极电流集边和集中效应；采用三重扩散工艺，可以提高掺杂浓度的均匀性；采用叉指形基-射极图形进行优化设计,可以防止热集中；适当增加n集电区厚度或掺杂浓度,控制Enn+,可以防止雪崩击穿。防止和改善二次击穿的措施（从设计和工艺考虑）

二次击穿产生的原因125BJT工作的安全范围由4条曲线限定：①集电极最大允许直流电流线ICM

，由集电极允许承受的最大电流决定；②集电极允许最高电压UCE0，由雪崩击穿决定；③集电极直流功耗线PCM

，由热阻决定；④二次击穿临界线PSB，由二次击穿触发功率决定。二.安全工作区(SOA)

安全工作区(SOA)：由器件极限参数规定的区域。在任何条件下，通过器件的电流和两端的电压都不能工作在极限参数之外，否则就不安全。四个主要参数功率BJT的安全工作区126RBSOA(IB<0)基极关断反向电流正偏和反偏安全工作区（SOA）当脉冲宽度<1s时，可以不考虑最大功耗和二次击穿限制。基极反向电流绝对值越大，反偏安全工作区越窄。可见,RBSOA比FBSOA大得多。在晶体管关断瞬间，对BJT基极驱动电路施加负的基-射极电压，可以有效利用RBSOA。最大集电极电流最大允许功耗雪崩引起二次击穿最大耐压限制SOA与脉冲持续时间有关过热引起二次击穿BUCEXFBSOA(IB>0)1.开关电路：要求：高电压、低损耗，速度快（3

s~30

s）；低压时

选择n+pn-n+外延结构；高压时

选择n+pn-n+扩散结