MOSFET、IGBT、可控硅知識科普

六、MOSFET

1、概念：

功率場效應(yīng)管也分結(jié)型、絕緣柵型。但通常指后者中的MOS管，即MOSFET。

2、分類：

它又分為N溝道、P溝道兩種。器件符號如下：

G：柵極、D：漏極、S：源極 圖2-11：MOSFET符號及器件

耗盡型：柵極電壓為零時，即存在導(dǎo)電溝道。無論VGS正負(fù)都起控制作用。

增強型：需要正偏置柵極電壓，才生成導(dǎo)電溝道。達(dá)到飽和前，VGS正偏越大，IDS越大。

一般使用的功率MOSFET多數(shù)是N溝道增強型。

3、主要參數(shù)：

漏極/源極電壓VDSS：D/S極之間的額定電壓

柵極/源極電壓VGSS：D/S極之間的額定電壓

漏極電流ID：管子的驅(qū)動能力指標(biāo)，通過漏極的額定電流

允許溝道損耗PCH：耐熱指標(biāo)

4、特點：

輸入阻抗大（1萬兆歐以上），柵極電流基本為零。驅(qū)動功率小，速度高。

5、作用：

適用于高速要求的中小電流放大（100A內(nèi)）。

七、絕緣柵雙極晶體管IGBT

1、原理：

相當(dāng)于用場效應(yīng)管做輸入，晶體管做輸出的復(fù)合管。

圖2-12：IGBT原理圖

2、該器件符號如下：

圖2-13：IGBT符號

3、特點：輸入阻抗高，速度快，熱穩(wěn)定性好。通態(tài)電壓低，耐壓高，電流大（幾千安）。

4、主要參數(shù)：

1）集電極、發(fā)射極間電壓VCES：柵極、發(fā)射極間短路時的集電極、發(fā)射極間最高電壓。

2）集電極電流IC：集電極允許的最大直流電流。

3）耗散功率PC：單個器件允許的最大自身消耗功率。

4）結(jié)溫Tj：元件連續(xù)工作時，允許的最高溫度。

其它還有一些參數(shù)，如關(guān)斷電流、漏電流、飽和壓降等。

5、作用：

適用于高速要求的大電流放大，多用于：

1）變頻器的功率輸出。

2）開關(guān)電源的功率輸出。

3）機器人、數(shù)控機床等伺服驅(qū)動板的功率輸出。

事實上，以上裝置的損壞，有相當(dāng)部分是壞在功率器件，原因多數(shù)來自負(fù)載的過載、短路等，在負(fù)載問題消除后，更換功率器件即可，未必整個更換部件。

八、可控硅（SCR）

1、主要參數(shù)：

額定通態(tài)平均電流IT：代表了可控硅的電流驅(qū)動能力。

反向阻斷峰值電壓VPR：反向控制管子關(guān)斷的電壓。

控制極觸發(fā)電流Ig：觸發(fā)可控硅導(dǎo)通的最小電流。

維持電流IH：沒有觸發(fā)的情況下，維持可控硅導(dǎo)通的最小源、漏級電流。

2、作用：整流、逆變，一般用于電源、拖動驅(qū)動電路。

目前，工藝設(shè)備中使用可控硅作為電源、驅(qū)動的越來越少，逐步被IGBT取代，但千安以上的大電流驅(qū)動還有很廣泛的應(yīng)用，比如發(fā)電廠、焊機。

3、特點：

電流大（可以到幾千、上萬安培），但開關(guān)速度慢。大電流的可控硅關(guān)斷往往需要輔助電路。

圖2-14：可控硅符號

　　審核編輯：湯梓紅