功率半导体器件.pptx

第2讲：功率半导体器件授课人：王丛岭wangcl12@uestc.edu.cn2022-05-22ModernPowerElectronics1现代电力电子技术

理想的开关器件关断时可承受正、反向电压（越高越好）开通时可流过正、反向电流（越大越好）开通态、关断态均无损耗状态转换过程无损耗状态转换过程快速完成（越快越好）开关寿命长（允许的开关次数越多越好）ModernPowerElectronics2第2讲功率半导体器件

功率半导体器件的状态导通态（on）关断态（off）切换态（turnon和turnoff换流与换相）ModernPowerElectronics3第2讲功率半导体器件

功率半导体器件（实际电力电子开关）可承受单向或双向断态电压可流过单向或双向通态电流导通态和关断态的损耗可接受切换过程的损耗可接受切换速度可接受正确应用时寿命很长ModernPowerElectronics4第2讲功率半导体器件

功率半导体器件（实际电力电子开关）F:ForwardR:ReverseB:BidirectionC:ConductingB:BlockingModernPowerElectronics5第2讲功率半导体器件

功率半导体器件分类不控型－整流二极管半控型－晶闸管全控型－GTO、BJT、IGBT、MOSFET……ModernPowerElectronics6第2讲功率半导体器件

功率半导体器件及换流技术年谱ModernPowerElectronics7第2讲功率半导体器件

功率二极管P-N结型半导体器件单向导电器件非线性器件电力系统谐波问题计算机仿真的困难ModernPowerElectronics8第2讲功率半导体器件

vDiDKA-+vDiDVB0VF(I)反向阻断区IvDiD0符号实际伏安特性理想伏安特性ModernPowerElectronics9功率二极管第2讲功率半导体器件

四层三端半导体器件半可控电器件（控通不控断）非线性器件电力系统谐波问题计算机仿真的困难ModernPowerElectronics10晶闸管第2讲功率半导体器件

vAKiGKA-+iA反向阻断区反向击穿电压反向击穿正向转折电压导通态关断态脉冲电流作用下导通过程vAKiA0导通态导通过程正向阻断反向阻断vAKiA0实际伏安特性ModernPowerElectronics11符号理想伏安特性晶闸管第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics12晶闸管正向偏置第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics13阳极A门极G阴极K螺栓型晶闸管外观第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics14螺栓型晶闸管外观第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics15平板型晶闸管外观第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics16平板型晶闸管外观第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics17换流器种的晶闸管组件第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics18高压直流输电换流器第2讲功率半导体器件

常用全控型电力电子器件功率晶体管（巨型晶体管，BJT，GTR）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）绝缘栅型双极型晶体管（IGBT）门极可关断晶闸管（GTO）……ModernPowerElectronics19第2讲功率半导体器件

功率晶体管电流控制器件用于中小功率场合（数十千瓦～数百千瓦）开关频率较低（数千赫兹以下）二次击穿问题ModernPowerElectronics20第2讲功率半导体器件

MOSFET电压控制器件用于小功率场合（数十千瓦以下）开关频率较高（可至数兆赫兹）无二次击穿问题ModernPowerElectronics21第2讲功率半导体器件

IGBT电压控制器件用于中小功率场合（数十千瓦～数百千瓦）开关频率中（数十千赫兹以下）掣住效应问题（寄生晶闸管）该功率等级目前最理想的器件ModernPowerElectronics22第2讲功率半导体器件

vDS-+iDvGS-+GDSvDSiD0vGS0OnOffvDSiD符号ModernPowerElectronics23实际伏安特性理想伏安特性绝缘栅型双极型晶体管（IGBT）第2讲功率半导体器件

ModernPowerElectronics24小功率IGBT