電力電子第二章第二講

電力電子技術(shù)PowerElectronics第2章電力電子器件及應(yīng)用12345晶閘管可關(guān)斷晶閘管（GTO）電力晶體管

6電力電子器件基礎(chǔ)電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)

功率二極管

功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管

7絕緣柵雙極型晶體管8910其它新型電力電子器件電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題11總結(jié)

12第2章電力電子器件及應(yīng)用2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)廣義上電力電子器件可分為電真空器件和半導(dǎo)體器件兩類(lèi)。兩類(lèi)中，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，真空管（VacuumValve）僅在頻率很高（如微波）的大功率高頻電源中還在使用，而電力半導(dǎo)體器件已取代了汞弧整流器、閘流管等電真空器件，成為絕對(duì)主力。因此，電力電子器件目前也往往專(zhuān)指電力半導(dǎo)體器件。電力半導(dǎo)體器件所采用的主要材料仍然是硅。目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)1．電力電子器件的特點(diǎn)

電力電子器件（PowerElectronicDevice）是指能實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。和信息系統(tǒng)中的電子器件相比，具有以下特點(diǎn)：1）具有較大的耗散功率與信息系統(tǒng)中的電子器件主要承擔(dān)信號(hào)傳輸任務(wù)不同，電力電子器件處理的功率較大，具有較高的導(dǎo)通電流和阻斷電壓。由于自身的導(dǎo)通電阻和阻斷時(shí)的漏電流，電力電子器件要產(chǎn)生較大的耗散功率，往往是電路中主要的發(fā)熱源。為便于散熱，電力電子器件往往具有較大的體積，在使用時(shí)一般都要安裝散熱器，以限制因損耗造成的溫升。目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)1．電力電子器件的特點(diǎn)2）工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)為了降低工作損耗，電力電子器件往往工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。電力電子器件工作時(shí)在開(kāi)通和關(guān)斷之間不斷切換。導(dǎo)通時(shí)（通態(tài)）阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，而電流由外電路決定阻斷時(shí)（斷態(tài)）阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，而管子兩端電壓由外電路決定電力電子器件的動(dòng)態(tài)特性（開(kāi)關(guān)特性）和參數(shù)，也是電力電子器件特性很重要的方面，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問(wèn)題。作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)往往用理想開(kāi)關(guān)來(lái)代替電力電子器件都是工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可以抽象成如下模型：A和B：兩個(gè)主電極K：控制極目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)電力電子器件的重要參數(shù)：電壓和電流 由于電力電子器件處理的電功率較大，為減少本身?yè)p耗，電力電子器件一般工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。導(dǎo)通時(shí)阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零；阻斷時(shí)阻抗很大，接近于斷路，電流接近于零。 參數(shù)中電壓指器件在阻斷時(shí)所能承受的電壓； 參數(shù)中電流指器件在導(dǎo)通時(shí)所能通過(guò)的電流。例如：某電力電子器件型號(hào)為SGH60N80UFD阻斷時(shí)所能承受的電壓為600V，導(dǎo)通時(shí)額定電流為80A2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)3）需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制電力電子器件的工作狀態(tài)通常由信息電子電路來(lái)控制，由于電力電子器件處理的電功率較大，信息電子電路不能直接控制，需要中間電路將控制信號(hào)放大，該放大電路就是電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路。4）需要緩沖和保護(hù)電路電力電子器件的主要用途是高速開(kāi)關(guān)，與普通電氣開(kāi)關(guān)、熔斷器和接觸器等電氣元件相比，其過(guò)載能力不強(qiáng)，電力電子器件導(dǎo)通時(shí)的電流要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。過(guò)電流不僅會(huì)使器件特性惡化，還會(huì)破壞器件結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致器件永久失效。與過(guò)電流相比，電力電子器件的過(guò)電壓能力更弱，為降低器件導(dǎo)通壓降，器件的芯片總是做得盡可能薄，僅有少量的裕量，即使是微秒級(jí)的過(guò)電壓脈沖都可能造成器件永久性的損壞。在電力電子器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中，電壓和電流會(huì)發(fā)生急劇變化，為了增強(qiáng)器件工作的可靠性，通常要采用緩沖電路來(lái)抑制電壓和電流的變化率，降低器件的電應(yīng)力；采用保護(hù)電路來(lái)防止電壓和電流超過(guò)器件的極限值。2.1

電力電子器件的特點(diǎn)和分類(lèi)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.電力電子器件的分類(lèi)按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度，可對(duì)電力電子器件進(jìn)行如下分類(lèi)：1）不可控器件，它不能用控制信號(hào)控制其通斷，器件的導(dǎo)通與截止完全由自身在電路中承受的電壓和電流來(lái)決定。這類(lèi)器件主要指功率二極管。2）半控型器件，指通過(guò)控制信號(hào)能控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。這類(lèi)器件主要是指晶閘管，它由普通晶閘管及其派生器件組成。3）全控型器件，指通過(guò)控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷的電力電子器件。這類(lèi)器件的品種很多，目前常用的有門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、功率場(chǎng)效應(yīng)管（PowerMOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）等。

2.2

電力電子器件基礎(chǔ)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.電力電子器件的分類(lèi)按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的不同，又可將可控器件分為電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型。電流驅(qū)動(dòng)型器件通過(guò)從控制極注入和抽出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的通斷，其典型代表是GTR。大容量的GTR的開(kāi)通電流增益較低，即基極平均控制功率較大；電壓驅(qū)動(dòng)型器件通過(guò)在控制極上施加正向控制電壓實(shí)現(xiàn)器件導(dǎo)通，通過(guò)撤除控制電壓或施加反向控制電壓使器件關(guān)斷；當(dāng)器件處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，其控制極無(wú)電流，因此平均控制功率較小。由于電壓驅(qū)動(dòng)型器件是通過(guò)控制極電壓在主電極間建立電場(chǎng)來(lái)控制器件導(dǎo)通，故也稱(chēng)場(chǎng)控或場(chǎng)效應(yīng)器件，其典型代表是PowerMOSFET和IGBT。2.2

電力電子器件基礎(chǔ)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.電力電子器件的分類(lèi)根據(jù)器件內(nèi)部帶電粒子參與導(dǎo)電的種類(lèi)不同，電力電子器件又可分為單極型、雙極型和復(fù)合型三類(lèi)。器件內(nèi)部只有一種帶電粒子參與導(dǎo)電的稱(chēng)為單極型器件，如PowerMOSFET；器件內(nèi)有電子和空穴兩種帶電粒子參于導(dǎo)電的稱(chēng)為雙極型器件，如GTR和GTO；由雙極型器件與單極型器件復(fù)合而成的新器件稱(chēng)為復(fù)合型器件，如IGBT等。2.2

電力電子器件基礎(chǔ)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)1．PN結(jié)的形成半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。其導(dǎo)電能力受到外部條件影響。如光、熱。半導(dǎo)體是否純凈也會(huì)影響其導(dǎo)電能力。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。在常溫下，本征半導(dǎo)體可以激發(fā)出少量的自由電子，并出現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的空穴，這兩種不同極性的帶電粒子統(tǒng)稱(chēng)為載流子。用適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ诒菊靼雽?dǎo)體內(nèi)摻入微量的雜質(zhì)，會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力發(fā)生顯著的變化，這種半導(dǎo)體稱(chēng)為雜質(zhì)半導(dǎo)體。因摻入雜質(zhì)元素的不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體分為電子型（N型）半導(dǎo)體和空穴型（P型）半導(dǎo)體兩類(lèi)。2.2

電力電子器件基礎(chǔ)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)1．PN結(jié)的形成

N型半導(dǎo)體的雜質(zhì)為五價(jià)元素，在半導(dǎo)體晶體中能給出一個(gè)多余的電子，故N型半導(dǎo)體內(nèi)自由電子數(shù)遠(yuǎn)大于空穴數(shù)，則自由電子稱(chēng)為多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱(chēng)多子），空穴稱(chēng)為少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱(chēng)少子）。而P型半導(dǎo)體中的雜質(zhì)為三價(jià)元素，能在半導(dǎo)體晶體中接受電子，使晶體中產(chǎn)生空穴，即P型半導(dǎo)體中的空穴數(shù)遠(yuǎn)大于自由電子數(shù)，則空穴稱(chēng)為多數(shù)載流子，自由電子稱(chēng)為少數(shù)載流子。N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合后，交界處電子和空穴的濃度差別，造成了各區(qū)的多子向另一區(qū)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，到對(duì)方區(qū)內(nèi)成為少子。2.2

電力電子器件基礎(chǔ)目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)將N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合，由于P型半導(dǎo)體內(nèi)空穴濃度高、電子濃度低，而N型半導(dǎo)體空穴濃度低、電子濃度高，則空穴必然要從高濃度的P區(qū)流向低濃度的N區(qū)，同樣電子要從N區(qū)流向P區(qū)，這種載流子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散首先在界面兩側(cè)附近進(jìn)行。當(dāng)電子離開(kāi)N區(qū)后，留下了不能移動(dòng)的帶正電荷的雜質(zhì)離子，形成一層帶正電荷的區(qū)域；同理，空穴離開(kāi)P區(qū)后，留下不能移動(dòng)的帶負(fù)電荷的雜質(zhì)離子，形成一層帶負(fù)電荷的區(qū)域。因此P區(qū)和N區(qū)交界面附近形成空間電荷區(qū)。

目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.2.1PN結(jié)原理由于正負(fù)電荷的相互作用，在空間電荷區(qū)形成從帶正電的N區(qū)指向帶負(fù)電的P區(qū)的內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有阻擋作用，同時(shí)也會(huì)吸引對(duì)方區(qū)內(nèi)的少數(shù)載流子向本區(qū)運(yùn)動(dòng)，形成漂移運(yùn)動(dòng)。當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，正、負(fù)空間電荷量就達(dá)到穩(wěn)定值。此時(shí)的空間電荷區(qū)就是PN結(jié)。目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.2.1PN結(jié)原理耗盡層，勢(shì)壘區(qū)或阻擋層2.2.1PN結(jié)原理2．偏置下的PN結(jié)在PN結(jié)上外加電壓稱(chēng)為對(duì)PN結(jié)的偏置，P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)為正偏置，反之為反偏置。當(dāng)PN結(jié)正向偏置時(shí)，外加電場(chǎng)與PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)方向相反，內(nèi)電場(chǎng)被削弱，載流子的漂移運(yùn)動(dòng)受到抑制，而擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，在外電路上則形成自P區(qū)流入而從N區(qū)流出的電流，稱(chēng)為正向電流。當(dāng)PN結(jié)反向偏置時(shí)，外加電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同，使得載流子的漂移運(yùn)動(dòng)大于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成反向電流，但由于受少數(shù)載流子濃度低的限制，反向電流很小。目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

3．PN結(jié)的反向擊穿

PN結(jié)具有一定的反向耐壓能力，但如果反向電壓過(guò)大，達(dá)到反向擊穿電壓時(shí)，反向電流會(huì)急劇增加，破壞PN結(jié)反向偏置為截止的工作狀態(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為反向擊穿，反向擊穿有可能造成PN結(jié)損壞。PN結(jié)反向擊穿有三種形式：雪崩擊穿、齊納擊穿和熱擊穿。

1）雪崩擊穿

當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值后，載流子增加得快而多，使反向電流急劇增大，這種情況稱(chēng)為雪崩擊穿。2.2.1PN結(jié)原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

2）齊納擊穿

齊納擊穿也稱(chēng)隧道擊穿，它是在較低的反向電壓下發(fā)生的擊穿。在高摻雜濃度的PN結(jié)中，P區(qū)與N區(qū)之間的間距較窄，再加上反偏電壓使電場(chǎng)強(qiáng)度增加，能夠破壞共價(jià)鍵，將束縛電子分離出來(lái)造成電子-空穴對(duì)，該現(xiàn)象稱(chēng)為齊納擊穿。

3）熱擊穿

上述兩種型式的擊穿過(guò)程都是可逆的，若此時(shí)外電路能采取措施限制反向電流，當(dāng)反向電壓降低后PN結(jié)仍可恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。否則反向電壓和反向電流乘積過(guò)大，會(huì)超過(guò)PN結(jié)容許的耗散功率，導(dǎo)致熱量無(wú)法散發(fā)，PN結(jié)溫度上升直至過(guò)熱而燒毀。這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱擊穿，必須盡可能避免熱擊穿。2.2.1PN結(jié)原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)4．PN結(jié)的電容效應(yīng)

PN結(jié)的單向?qū)щ娦允蛊鋵?duì)交流電有整流作用，但這種作用只在交變電壓頻率不太高時(shí)才能發(fā)揮作用，而在電壓頻率增高時(shí)不能很好發(fā)揮作用，其原因就是PN結(jié)有電容效應(yīng)。PN結(jié)電容按其產(chǎn)生機(jī)制和作用的差別分為勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容。

1）勢(shì)壘電容

由于PN結(jié)的空間電荷區(qū)無(wú)可動(dòng)電荷，猶如一層絕緣介質(zhì)，與將其夾在中間的P區(qū)和N區(qū)一起，構(gòu)成為一個(gè)電容器。由于空間電荷區(qū)是載流子的勢(shì)壘區(qū)，所以該電容稱(chēng)為勢(shì)壘電容。2.2.1PN結(jié)原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2）擴(kuò)散電容

發(fā)生在空間電荷區(qū)外并與注入載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有關(guān)的電容效應(yīng)稱(chēng)為擴(kuò)散電容。當(dāng)PN結(jié)正向偏置時(shí)，大量電子由N區(qū)進(jìn)入P區(qū)，空穴由P區(qū)進(jìn)入N區(qū)。但電子進(jìn)入P區(qū)后并不是立即與空穴復(fù)合而消失，而是在靠近耗盡層的一定距離內(nèi)，一面繼續(xù)擴(kuò)散，一面與空穴復(fù)合后消失。

擴(kuò)散電容是由正偏壓造成的，只在正向偏置時(shí)存在。

在正向偏置時(shí)，當(dāng)電壓較低時(shí)，勢(shì)壘電容占主要成分；正向電壓較高時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加劇，使擴(kuò)散電容按指數(shù)規(guī)律上升，成為PN結(jié)電容的主要成分。2.2.1PN結(jié)原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)圖2-2是電力電子器件幾種常見(jiàn)的封裝形式2.2.2電力電子器件的封裝目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)功率二極管（PowerDiode）屬于不可控電力電子器件，是20世紀(jì)最早獲得應(yīng)用的電力電子器件，它在整流、逆變等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用?；趯?dǎo)電機(jī)理和結(jié)構(gòu)的不同，二極管可分為結(jié)型二極管和肖特基勢(shì)壘二極管。二極管的基本結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，正向偏置時(shí)表現(xiàn)為低阻態(tài)，形成正向電流，稱(chēng)為正向?qū)?；而反向偏置時(shí)表現(xiàn)為高阻態(tài)，幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，稱(chēng)為反向截止。2.3

功率二極管目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.2.1PN結(jié)原理

2.2.2電力電子器件的封裝2.3功率二極管2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

為了提高結(jié)型二極管承受反向電壓的阻斷能力，PIN結(jié)構(gòu)可以用很薄的硅片厚度得到PN結(jié)構(gòu)在硅片很厚時(shí)才能獲得的高反壓阻斷能力，故結(jié)型功率二極管多采用PIN結(jié)構(gòu)。PIN功率二極管在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾有一層摻有輕微雜質(zhì)的高阻抗N-區(qū)域，該區(qū)域由于摻雜濃度低而接近于純半導(dǎo)體，即本征半導(dǎo)體。由于N-區(qū)域比P區(qū)域的摻雜濃度低的多，PN-空間電荷區(qū)主要在N-側(cè)展開(kāi)，故PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)基本集中在N-區(qū)域中，N-區(qū)域可以承受很高的外向擊穿電壓。2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)低摻雜N-區(qū)域越厚，功率二極管能夠承受的反向電壓就越高。

在PN結(jié)反向偏置的狀態(tài)下，N-區(qū)域的空間電荷區(qū)寬度增加，其阻抗增大，足夠高的反向電壓還可以使整個(gè)N-區(qū)域耗盡，甚至將空間電荷區(qū)擴(kuò)展到N區(qū)域。如果P區(qū)域和N區(qū)域的摻雜濃度足夠高，則空間電荷區(qū)將被局限在N-區(qū)域，從而避免電極的穿通。2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)電力二極管和信息電子電路中的普通二極管的區(qū)別：正向?qū)〞r(shí)要流過(guò)很大的電流，其電流密度較大，因而額外載流子(Carrier)的注入水平較高，電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)不能忽略當(dāng)PN結(jié)上流過(guò)的正向電流較小時(shí)，二極管的電阻值較高且為常量，管壓降隨正向電流上升而增加；當(dāng)流過(guò)的正向電流較大時(shí)，注入N-區(qū)的少子空穴濃度變大，為維持半導(dǎo)體中性條件，其多子濃度也相應(yīng)大幅度增加，使得其電阻率明顯下降，即電導(dǎo)率大大增加。引線和焊接電阻的壓降等都有明顯的影響承受的電流變化率di/dt較大，因而其引線和器件自身的電感效應(yīng)也會(huì)有較大影響為了提高反向耐壓，其摻雜濃度低，造成正向壓降(ForwardBiasVoltage)較大2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性

圖2-4結(jié)型功率二極管的伏安特性1．穩(wěn)態(tài)特性

電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使得PN結(jié)在正向電流較大時(shí)導(dǎo)通壓降仍然很低，且不隨電流的大小而變化。目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)實(shí)際理論2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性

2．動(dòng)態(tài)特性

動(dòng)態(tài)特性——因結(jié)電容的存在，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換必然有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，此過(guò)程中的電壓—電流特性是隨時(shí)間變化的。動(dòng)態(tài)特性主要指開(kāi)關(guān)特性(SwitchingCharacteristic)，開(kāi)關(guān)特性反映通態(tài)和斷態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

2．動(dòng)態(tài)特性電力二極管的正向壓降先出現(xiàn)一個(gè)過(guò)沖UFP，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個(gè)值（如2V）。導(dǎo)致電壓過(guò)沖的原因有兩個(gè)：阻性機(jī)制和感性機(jī)制。阻性機(jī)制：少數(shù)載流子注入的電導(dǎo)調(diào)制作用。2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)圖2-5結(jié)型功率二極管的開(kāi)關(guān)過(guò)程

2．動(dòng)態(tài)特性感性機(jī)制：電流隨時(shí)間上升在器件內(nèi)部電感上產(chǎn)生壓降，di/dt越大，峰值電壓UFP越高。正向恢復(fù)時(shí)間tfr：正向電壓從零開(kāi)始經(jīng)峰值電壓UFP，再降至穩(wěn)態(tài)電壓UF所需要的時(shí)間。圖2-5結(jié)型功率二極管的開(kāi)關(guān)過(guò)程2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2．動(dòng)態(tài)特性

td=t1-t0被稱(chēng)為延遲時(shí)間，tf=t2-t1被稱(chēng)為下降時(shí)間。反向恢復(fù)時(shí)間為trr=td+tf。在反向恢復(fù)期中，反向電流上升率越高，反向電壓過(guò)沖URP越高，這不僅會(huì)增加器件電壓耐壓值，而且由于其電壓變化率也相應(yīng)增高，當(dāng)結(jié)型二極管與可控器件并聯(lián)時(shí)，過(guò)高的電壓變化率會(huì)導(dǎo)致可控器件的誤導(dǎo)通。圖2-5結(jié)型功率二極管的開(kāi)關(guān)過(guò)程2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

2．動(dòng)態(tài)特性比值S=tf/td稱(chēng)為反向恢復(fù)系數(shù)，用來(lái)衡量反向恢復(fù)特性的硬度。S較小的器件其反向電流衰減較快，被稱(chēng)為具有硬恢復(fù)特性。S越小，反向電壓過(guò)沖URP越大，高電壓變化率引發(fā)的電磁干擾（EMI）強(qiáng)度越高。圖2-5結(jié)型功率二極管的開(kāi)關(guān)過(guò)程2.3.2

結(jié)型功率二極管的基本特性目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

普通結(jié)型功率二極管又稱(chēng)整流管（RectifierDiode），反向恢復(fù)時(shí)間在5μs以上，多用于開(kāi)關(guān)頻率在1kHz以下的整流電路中。若是高頻電路，應(yīng)采用快速功率二極管。1．提高結(jié)型功率二極管開(kāi)關(guān)速度的措施

1）擴(kuò)散法：在硅材料摻入金或鉑等雜質(zhì)可有效提高少子復(fù)合率，促使存儲(chǔ)在N區(qū)的過(guò)剩載流子減少，從而縮短反向恢復(fù)時(shí)間trr。

2）外延法：采用在P和N摻雜區(qū)之間夾入一層高阻N-型材料以形成PN-N結(jié)構(gòu)，在P區(qū)和N區(qū)外還各有一層金屬層。采用外延及用摻鉑的方法進(jìn)行少子壽命控制。在相同耐壓條件下，新結(jié)構(gòu)硅片厚度要薄得多，具有更好的恢復(fù)特性和較低的正向?qū)▔航?，這種結(jié)構(gòu)是目前快速二極管普遍采用的結(jié)構(gòu)。2.3.3

快速功率二極管目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

2．快速型和超快速型

快速二極管分為快恢復(fù)（FRED）和超快恢復(fù)（HiperFRED，HiperFastsoftRecoveryEpitaxialDiode）兩類(lèi)。前者應(yīng)用于開(kāi)關(guān)頻率為20～50kHz的場(chǎng)合；后者用于開(kāi)關(guān)頻率在50kHz以上的場(chǎng)合。主要用于開(kāi)關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電路中，作為整流二極管、續(xù)流二極管使用。2.3.3

快速功率二極管目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)圖2-6肖特基二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖肖特基勢(shì)壘二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)為肖特基二極管（SBD，SchottkyBarrierDiode），是利用金屬與N型半導(dǎo)體表面接觸形成勢(shì)壘的非線形特性制成的功率二極管。20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于工藝的發(fā)展得以在電力電子電路中廣泛應(yīng)用。2.3.4

肖特基勢(shì)壘二極管目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)由于N型半導(dǎo)體中存在著大量的電子，而金屬中僅有極少量的自由電子，當(dāng)金屬與N型半導(dǎo)體接觸后，電子便從濃度高的N型半導(dǎo)體中向濃度低的金屬中擴(kuò)散。隨著電子不斷從半導(dǎo)體擴(kuò)散到金屬，半導(dǎo)體表面電子濃度逐漸降低，表面電中性被破壞，于是就形成勢(shì)壘，其電場(chǎng)方向?yàn)榘雽?dǎo)體→金屬。但在該電場(chǎng)作用之下，金屬中的電子也會(huì)產(chǎn)生從金屬→半導(dǎo)體的漂移運(yùn)動(dòng)，從而消弱了由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而形成的電場(chǎng)。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后，電場(chǎng)引起的電子漂移運(yùn)動(dòng)和濃度不同引起的電子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到相對(duì)的平衡，便形成了肖特基勢(shì)壘。2.3.4

肖特基勢(shì)壘二極管目錄2.1電力電子器件的特點(diǎn)與分類(lèi)2.2電力電子器件基礎(chǔ)

2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

當(dāng)SBD處于正向偏置時(shí)（即外加電壓金屬為正、半導(dǎo)體為負(fù)），合成勢(shì)壘高度下降，這將有利于硅中電子向金屬轉(zhuǎn)移，從而形成正向電流；相反當(dāng)SBD處于反向偏置時(shí)，合成勢(shì)壘高度升高，硅中電子轉(zhuǎn)移比零偏置（無(wú)外部電壓）時(shí)更困難。肖特基二極管的優(yōu)點(diǎn)反向恢復(fù)時(shí)間很短（10-40ns）正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管2.3.4

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2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)肖特基二極管的優(yōu)點(diǎn)其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗通損耗都比快速二極管還要小，效率高肖特基二極管的弱點(diǎn)當(dāng)反向耐壓提高時(shí)其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200V以下反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度應(yīng)用：開(kāi)關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動(dòng)器等電路中，作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管使用，或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。2.3.4

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2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)

除了反向恢復(fù)時(shí)間trr和正向?qū)▔航礥F，選用功率二極管時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)參數(shù)：1．額定正向平均電流IT(AV)

功率二極管長(zhǎng)期運(yùn)行在規(guī)定管殼溫度和散熱條件下，允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值定義為額定正向平均電流。2.3.5

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2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5可關(guān)斷晶閘管（GTO）2.6電力晶體管2.7功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管2.8絕緣柵雙極型晶體管*2.9其它新型電力電子器件2.10電力電子器件的發(fā)展趨勢(shì)2.11電力電子器件應(yīng)用共性問(wèn)題小結(jié)2．額定反向電壓URPM

指二極管能承受的重復(fù)施加的反向最高峰值電壓（額定電壓），此電壓通常為擊穿電壓的2/3。為避免發(fā)生擊穿，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)計(jì)算功率二極管有可能承受的反向最高電壓，并在選型時(shí)留有2～3倍的裕量。3．最高工作結(jié)溫TJM結(jié)溫是指管芯PN結(jié)的平均溫度

指器件中PN結(jié)在不至于損壞的前提下所能承受的最高平均溫度。TJM通常在125～175℃范圍內(nèi)。2.3.5

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2.3功率二極管

2.3.1結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)和工作原理

2.3.2結(jié)型功率二極管的基本特性

2.3.3快速功率二極管

2.3.4肖特基勢(shì)壘二極管

2.3.5功率二極管的主要參數(shù)

2.3.6功率二極管的應(yīng)用特點(diǎn)2.4晶閘管2.5