GTO、GTR、MOSFET和IGBT的区别及应用
GTO、GTR、MOSFET和IGBT的区别及应用
1. GTO
GTO(Gate-Turn-Off Thyristor)是门极可关断晶闸管的简称,他是晶闸管的一个衍生器件。但可以通过门极施加负的脉冲电流使其关断,属于全控型器件。
门极可关断晶闸管是一种具有自关断能力和晶闸管特性的晶闸管。如果在阳极加正向电压时,门极加上正向触发电流,GTO就导通。在导通的情况下,门极加上足够大的反向触发脉冲电流,GTO就由导通转为阻断。
它的一些性能虽然比绝缘栅双极晶体管、电力场效应管差,但其具有一般晶闸管的耐高压、电流容量大以及承受浪涌能力强的优点。因此,GTO已逐步取代了普通晶闸管,成为大、中容量变流装置中的主要开关器件。
2. GTR
电力晶体管(Giant Transistor——GTR)按英文直译为巨型晶体管,是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor——BJT)
GTR的结构和工作原理
- 与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。
- 最主要的特性是耐压高、电流大、开关特性好。
3. MOSFET
金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同,可分为“N型”与“P型” 的两种类型,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称上包括NMOS、PMOS等。
应用优势:
3.1、场效应晶体管是电压控制元件,而双极结型晶体管是电流控制元件。在只允许从取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用双极晶体管。
3.2、有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比双极晶体管好。
3.3、场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而双极结型晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。因此被称之为双极型器件。
3.4、场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
4. IGBT
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上;
IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见;
IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。
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