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標(biāo)簽 > 功率器件
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級(jí)功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。本章詳細(xì)介紹了：功率器件定義，功率器件龍頭企業(yè)，最新功率器件，分立器件與功率器件，功率器件測(cè)試，功率半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)。
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級(jí)功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT. IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級(jí)功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT. IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
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南車株洲（收購(gòu)的Dynex）
常見的功率器件
隨著半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的發(fā)展與改進(jìn)，降低了對(duì)電壓、電流、功率以及頻率進(jìn)行控制的成本。同時(shí)，隨著集成電路、微處理器及超大規(guī)模集成電路（VLSI）在控制電路里的使用，大大提高了其控制的精度。一些常見的功率器件，如電力二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）及它們的符號(hào)和容量描述如下。本文暫不涉及它們的物理和工作特性等細(xì)節(jié)問(wèn)題，有興趣的朋友可以參考其他資料。
電力二極管
電力二極管是具有兩個(gè)端子的PN結(jié)器件。當(dāng)陽(yáng)極電勢(shì)與陰極電勢(shì)之差大于器件通態(tài)壓降時(shí)，即器件處于正向偏置時(shí)，器件導(dǎo)通并傳導(dǎo)電流。器件的通態(tài)壓降一般為0.7V。當(dāng)器件反向偏置時(shí)，如陽(yáng)極電勢(shì)小于陰極電勢(shì)的情況，器件關(guān)斷并進(jìn)入阻態(tài)。在關(guān)斷模式下，流經(jīng)二極管的電流波形如圖1所示，電流先降為零并且繼續(xù)下降，隨后上升回到零值。
反向電流的存在是因?yàn)榉聪蚱脤?dǎo)致器件中出現(xiàn)了反向恢復(fù)電荷。器件恢復(fù)阻斷能力的最小時(shí)間為；二極管的反向恢復(fù)電荷為，即圖示存在反向電流流動(dòng)的區(qū)域。二極管自身除正向?qū)▔航低猓⒉淮嬖谡螂妷鹤钄嗄芰ΑＪ箤?dǎo)通二極管關(guān)斷的唯一方式是施加反向偏置，如在陽(yáng)極和陰極兩端加負(fù)電壓。需要注意的是，與其它器件不同，二極管不受低電壓信號(hào)控制。
反向恢復(fù)時(shí)間在幾微秒到十幾微秒之間的二極管被歸為低開關(guān)頻率器件。它們主要應(yīng)用在開關(guān)時(shí)間同通態(tài)時(shí)間相比可以忽略的場(chǎng)合，其中開關(guān)時(shí)間包括導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間兩部分。因此，這類二極管通常作為整流器用以將交流電整流為直流電，這樣的二極管被稱為電力二極管。電力二極管可以承受上千安培的電流和幾千伏的電壓，并且它們的開關(guān)頻率通常限制為市電的工頻頻率。
對(duì)于需要快速開關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)合，首選快恢復(fù)二極管。這類二極管的反向恢復(fù)時(shí)間僅需幾納秒，可承受幾百安培電流和幾百伏電壓，但其通態(tài)壓降為2-3V。快恢復(fù)二極管常見于電壓超過(guò)60-100V的快速開關(guān)整流器及逆變器中。而在低于60-100V的低電壓開關(guān)應(yīng)用中，可以使用肖特基二極管，其通態(tài)壓降為0.3V，因此，同電力二極管和快恢復(fù)二極管相比，肖特基二極管在電能轉(zhuǎn)換上的效率更高。
MOSFET
該器件是一類只需低電壓即可控制開通、關(guān)斷的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并具有30kHz到1MHz范圍的更高開關(guān)頻率。器件的容量多設(shè)計(jì)為100-200V時(shí)，可承受100A的電流；在1000V時(shí)，可承受10A的電流。這類器件在通態(tài)時(shí)的行為類似于電阻，因此可用作電流傳感器，從而在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中減少一個(gè)分立的電流傳感器，比如霍爾效應(yīng)電流傳感器，進(jìn)而節(jié)省了成本并增強(qiáng)了電子封裝的緊湊性。MOSFET總是伴隨著一個(gè)反并聯(lián)的體二極管，該二極管有時(shí)也被稱作寄生二極管。體二極管并非超快速開關(guān)器件并且具有更高的電壓降。由于體二極管的緣故，MOSFET并沒有反向電壓阻斷能力。圖2為N溝道MOSFET器件的符號(hào)及其在不同柵源電壓下，漏電流與漏源電壓之間的特性曲線，通常柵源電壓值不會(huì)超過(guò)20V。為了減少開關(guān)噪聲的影響，在實(shí)際情況下，一般傾向于在柵源極間施加一個(gè)-5V左右的反向偏置電壓，這樣，為保證使器件導(dǎo)通，噪聲電壓必須大于閥值門控電壓和負(fù)偏置電壓之和。在低成本的驅(qū)動(dòng)控制中，沒有條件為反向偏置門電路增加一路負(fù)邏輯電源，但許多工業(yè)驅(qū)動(dòng)器卻需要這樣的保護(hù)電路。
門控電壓信號(hào)以源極作為參考電位。該信號(hào)由微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)生。一般來(lái)說(shuō)，處理器不太可能具備直接驅(qū)動(dòng)門極所需的電壓和電流容量。因此，在處理器的輸出及門極輸入之間需要加入電平轉(zhuǎn)換電路，使控制信號(hào)在器件導(dǎo)通瞬間具有5-15V的輸出電壓，同時(shí)具有大電流驅(qū)動(dòng)能力（長(zhǎng)達(dá)幾毫秒，根據(jù)不同應(yīng)用有所不同），這也被稱為門極驅(qū)動(dòng)放大電路。由于各輸入邏輯電平信號(hào)由共同的電源供電，而各門極驅(qū)動(dòng)電路連接著不同的MOSFET源極，各源極電平可能處于不同狀態(tài)，所以，門極驅(qū)動(dòng)放大電路同輸入邏輯電平信號(hào)之間是相互隔離的。為了產(chǎn)生隔離作用，在低電壓（《300V）時(shí)，采用單芯片光耦隔離；在小于1000V時(shí)，采用帶有高頻變壓器連接的DC-DC變換電路隔離；或者在高壓（》1000V）時(shí)；采用光纖連接進(jìn)行隔離。針對(duì)不同電壓等級(jí)的各種隔離方法在實(shí)際應(yīng)用中或有體現(xiàn)。
在門極驅(qū)動(dòng)電路中，通常集成了過(guò)流、過(guò)壓及低壓保護(hù)電路。通過(guò)檢測(cè)MOSFET的漏源壓降可以獲知電流，而通過(guò)檢測(cè)變換器電路的直流輸入電壓可以提供電壓保護(hù)。這些都可以通過(guò)成本便宜的電阻進(jìn)行檢測(cè)。典型的門極驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。在很多門極驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)在門極信號(hào)放大電路前加入與電路，可將電流和電壓保護(hù)信號(hào)整合到門極輸入信號(hào)中。在這種情況下，需要更加注意保證的是，與電路和放大電路之間信號(hào)的延時(shí)必須非常小，以使得延時(shí)不會(huì)影響瞬間保護(hù)。目前已有單芯片封裝形式的門極驅(qū)動(dòng)電路，這些芯片經(jīng)常在低電壓（《350V）變換器電路場(chǎng)合中使用。對(duì)于其它電壓等級(jí)，門極驅(qū)動(dòng)電路幾乎都是針對(duì)某種電路特性的特殊應(yīng)用定制開發(fā)的。
圖3 柵控驅(qū)動(dòng)電路原理圖
絕緣柵雙極型晶體管
這是一類三端器件。該器件具有同MOSFET一樣理想的門控特性，并具有類似晶體管的反向電壓阻斷能力和導(dǎo)通特性，其符號(hào)如圖4。在5V的通態(tài)壓降下，目前這類器件的容量在電壓為3.3kV時(shí)，電流可以達(dá)到1.2kA；而在6.6kV時(shí)為0.6kA。并且在更小的電壓時(shí)獲得更大的電流及更小的導(dǎo)通壓降也是可行的。預(yù)測(cè)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，將研制出最大電流（1kA）和電壓（15kV）等級(jí)的增強(qiáng)型商用器件。該器件的開關(guān)頻率往往集中在20kHz。但在大功率應(yīng)用場(chǎng)合，出于減少開關(guān)損耗及電磁干擾等方面的考慮，往往降低其開關(guān)頻率使用。
SCR的開關(guān)時(shí)間較長(zhǎng)，所以頻率不能太高，一般在3-5KHZ左右；IGBT的開關(guān)頻率較高。IGBT模塊可達(dá)30KHZ左右，IGBT單管開關(guān)頻率更高，達(dá)50...
無(wú)論N型或者P型MOS管，其工作原理本質(zhì)是一樣的。MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來(lái)控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件它通過(guò)加在柵極上的電壓控制器...
單相全橋逆變器基本上是電壓源逆變器，單相全橋逆變器的電源電路圖下圖所示。為了簡(jiǎn)單，沒有標(biāo)出SCR觸發(fā)電路和換向電路。
幾種能夠?qū)崿F(xiàn)快速短路保護(hù)的方法，并且通過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證了可行性
目前有4種常用的短路檢測(cè)及保護(hù)方法，其原理示意圖如圖4所示。其中最直接的方式就是使用電流探頭或者分流電阻檢測(cè)漏極電流。業(yè)界最常用的方法是檢測(cè)飽和壓降。M...
1、首先：檢查保險(xiǎn)絲是否明顯斷路，如果斷路跳到第5步 2、如果沒有，那就用萬(wàn)用表的電阻檔或二極管檔量一下電源進(jìn)線是否斷路（不帶電測(cè)量）即圖1中的A...
基于GaN的開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)是關(guān)鍵要素
輸入電壓兼容TTL電平，并且最大輸入電壓可以高達(dá)14V，而不考慮VDD軌電壓。同時(shí)，在高側(cè)/低側(cè)的應(yīng)用中，低傳播延遲和軌到軌的時(shí)鐘傾斜對(duì)效率也是至關(guān)重要...
變頻器是工業(yè)上常用的驅(qū)動(dòng)功率器件，一般被用于驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行。當(dāng)然隨著目前技術(shù)的發(fā)展，變頻器所能完成的工作已經(jīng)不僅僅只有電機(jī)的調(diào)速了，通過(guò)變頻器上...
電力電子器件（Power Electronic Device），又稱為功率半導(dǎo)體器件，用于電能變換和電能控制電路中的大功率（通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安，電...
2015-06-30 標(biāo)簽：功率器件 2.1萬(wàn) 0
光耦繼電器歸于固態(tài)繼電器，一般電磁繼電器靠電流經(jīng)過(guò)線圈使鐵芯變成有磁性的磁鐵吸合銜鐵，從而使相關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作操控負(fù)載的通斷，而光耦繼電器沒有觸點(diǎn)，其工作原...
先來(lái)看看某廠家四種常用封裝電阻的參數(shù)表。其中表中有兩個(gè)值：額定工作電壓和最大工作電壓。
IGBT場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體功率器件導(dǎo)論免費(fèi)下載立即下載
類別：電子書籍 2011-11-09 標(biāo)簽：半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管IGBT
開關(guān)電源中功率器件的失效原因分析及解決方案立即下載
類別：電源技術(shù) 2021-09-16 標(biāo)簽：開關(guān)電源功率器件
最新高效率光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及功率器件介紹立即下載
類別：電子元器件應(yīng)用 2021-06-23 標(biāo)簽：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率器件光伏逆變器
類別：電子元器件應(yīng)用 2011-10-14 標(biāo)簽：散熱設(shè)計(jì)功率器件
類別：電源技術(shù) 2014-09-22 標(biāo)簽：功率器件羅姆半導(dǎo)體
盤點(diǎn)國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè) 碳化硅上市公司龍頭企業(yè)分析
碳化硅概念股有哪些？碳化硅國(guó)內(nèi)企業(yè)有哪些？國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)盤點(diǎn)分析：英飛凌以1.39億美元收購(gòu)初創(chuàng)企業(yè)Siltectra，獲得后者創(chuàng)新技術(shù)ColdS...
其實(shí)筆者想說(shuō)的是，并不存在十全十美的半導(dǎo)體材料，被業(yè)界選中并廣泛使用的，都是在各個(gè)性能指標(biāo)之間的平衡。頻率、功率、耐壓、溫度……就算各個(gè)指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)異，還...
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VDMOS在2017年的Yole統(tǒng)計(jì)報(bào)告當(dāng)中，市場(chǎng)空間有60億美元，這里面大部分是40v以下的設(shè)備。從市場(chǎng)份額來(lái)看，我們關(guān)心的是汽車電子，不管是增長(zhǎng)率和...
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功率半導(dǎo)體器件種類眾多。 功率半導(dǎo)體根據(jù)載流子類型可分為雙極型與單極型功率半導(dǎo)體。雙極型功率半導(dǎo)體包括功率二極管、雙極結(jié)型晶體管（Bipolar Jun...
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)與美國(guó)的技術(shù)差距,華為對(duì)美國(guó)芯片的依賴
華為目前的兩大業(yè)務(wù)分別是通信設(shè)備和手機(jī)業(yè)務(wù)，這兩大業(yè)務(wù)的模擬芯片均主要來(lái)自于歐美企業(yè)，其中對(duì)美國(guó)模擬芯片企業(yè)博通和ADI的依賴性最大，而且相信在未來(lái)的十...
硅材料是一種產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，主要以功率器件、微波器件為應(yīng)用和發(fā)展方向，一般用在各類半導(dǎo)體器件上的應(yīng)用。 硅材料的分類： 按純度分：工業(yè)硅...
聚焦光伏發(fā)電和充電樁 英飛凌碳化硅功率器件開發(fā)和應(yīng)用引領(lǐng)同儕
“半導(dǎo)體功率器件的未來(lái)主流將是碳化硅器件，SiC應(yīng)用不會(huì)完全取代IGBT，只是在一些高精尖領(lǐng)域應(yīng)用，有非常大的優(yōu)勢(shì)代替IGBT。” 英飛凌科技（中國(guó)）有...
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5月28日，在十三屆全國(guó)人大三次會(huì)議記者會(huì)上，李克強(qiáng)總理說(shuō)：兩周前，我看到報(bào)道，西部有個(gè)城市，按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)范，設(shè)置了3.6萬(wàn)個(gè)流動(dòng)商販的攤位，結(jié)果一夜之...
對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管為開關(guān)功率管的電源，還要明白的就是：場(chǎng)效應(yīng)管所生產(chǎn)的損耗90%是在開通至關(guān)斷的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的，因?yàn)殚_通與關(guān)斷時(shí)間內(nèi)都有一個(gè)很大的瞬間電阻!
2024-04-03 標(biāo)簽：變壓器場(chǎng)效應(yīng)管功率器件 2.2萬(wàn) 0
打破國(guó)際大廠的壟斷，士蘭微如何在IPM和IGBT領(lǐng)域找準(zhǔn)賽道？
行業(yè)資深從業(yè)者表示，在中國(guó)本土功率器件市場(chǎng)，士蘭微是國(guó)內(nèi)當(dāng)之無(wú)愧的龍頭之一。士蘭微日前發(fā)布了2019年上半年業(yè)績(jī)報(bào)告，小編籍此為大家解讀該公司在功率半導(dǎo)...
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