MOSFET、IGBT、可控硅知识科普
六、mosfet
1、概念：
功率场效应管也分结型、绝缘栅型。但通常指后者中的mos管，即mosfet。
2、分类：
它又分为n沟道、p沟道两种。器件符号如下：
g：栅极、d：漏极、s：源极 图2-11：mosfet符号及器件
耗尽型：栅极电压为零时，即存在导电沟道。无论vgs正负都起控制作用。
增强型：需要正偏置栅极电压，才生成导电沟道。达到饱和前，vgs正偏越大，ids越大。
一般使用的功率mosfet多数是n沟道增强型。
3、主要参数：
漏极/源极电压vdss：d/s极之间的额定电压
栅极/源极电压vgss：d/s极之间的额定电压
漏极电流id：管子的驱动能力指标，通过漏极的额定电流
允许沟道损耗pch：耐热指标
4、特点：
输入阻抗大（1万兆欧以上），栅极电流基本为零。驱动功率小，速度高。
5、作用：
适用于高速要求的中小电流放大（100a内）。
七、绝缘栅双极晶体管igbt
1、原理：
相当于用场效应管做输入，晶体管做输出的复合管。
图2-12：igbt原理图
2、该器件符号如下：
图2-13：igbt符号
3、特点：输入阻抗高，速度快，热稳定性好。通态电压低，耐压高，电流大（几千安）。
4、主要参数：
1）集电极、发射极间电压vces：栅极、发射极间短路时的集电极、发射极间最高电压。
2）集电极电流ic：集电极允许的最大直流电流。
3）耗散功率pc：单个器件允许的最大自身消耗功率。
4）结温tj：元件连续工作时，允许的最高温度。
其它还有一些参数，如关断电流、漏电流、饱和压降等。
5、作用：
适用于高速要求的大电流放大，多用于：
1）变频器的功率输出。
2）开关电源的功率输出。
3）机器人、数控机床等伺服驱动板的功率输出。
事实上，以上装置的损坏，有相当部分是坏在功率器件，原因多数来自负载的过载、短路等，在负载问题消除后，更换功率器件即可，未必整个更换部件。
八、可控硅（scr）
1、主要参数：
额定通态平均电流it：代表了可控硅的电流驱动能力。
反向阻断峰值电压vpr：反向控制管子关断的电压。
控制极触发电流ig：触发可控硅导通的最小电流。
维持电流ih：没有触发的情况下，维持可控硅导通的最小源、漏级电流。
2、作用：整流、逆变，一般用于电源、拖动驱动电路。
目前，工艺设备中使用可控硅作为电源、驱动的越来越少，逐步被igbt取代，但千安以上的大电流驱动还有很广泛的应用，比如发电厂、焊机。
3、特点：
电流大（可以到几千、上万安培），但开关速度慢。大电流的可控硅关断往往需要辅助电路。
图2-14：可控硅符号
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耗尽型：栅极电压为零时，即存在导电沟道。无论vgs正负都起控制作用。
增强型：需要正偏置栅极电压，才生成导电沟道。达到饱和前，vgs正偏越大，ids越大。
一般使用的功率mosfet多数是n沟道增强型。
3、主要参数：
漏极/源极电压vdss：d/s极之间的额定电压
栅极/源极电压vgss：d/s极之间的额定电压
漏极电流id：管子的驱动能力指标，通过漏极的额定电流
允许沟道损耗pch：耐热指标
4、特点：
输入阻抗大（1万兆欧以上），栅极电流基本为零。驱动功率小，速度高。
5、作用：
适用于高速要求的中小电流放大（100a内）。
七、绝缘栅双极晶体管igbt
1、原理：
相当于用场效应管做输入，晶体管做输出的复合管。
图2-12：igbt原理图
2、该器件符号如下：
图2-13：igbt符号
3、特点：输入阻抗高，速度快，热稳定性好。通态电压低，耐压高，电流大（几千安）。
4、主要参数：
1）集电极、发射极间电压vces：栅极、发射极间短路时的集电极、发射极间最高电压。
2）集电极电流ic：集电极允许的最大直流电流。
3）耗散功率pc：单个器件允许的最大自身消耗功率。
4）结温tj：元件连续工作时，允许的最高温度。
其它还有一些参数，如关断电流、漏电流、饱和压降等。
5、作用：
适用于高速要求的大电流放大，多用于：
1）变频器的功率输出。
2）开关电源的功率输出。
3）机器人、数控机床等伺服驱动板的功率输出。
事实上，以上装置的损坏，有相当部分是坏在功率器件，原因多数来自负载的过载、短路等，在负载问题消除后，更换功率器件即可，未必整个更换部件。
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1、主要参数：
额定通态平均电流it：代表了可控硅的电流驱动能力。
反向阻断峰值电压vpr：反向控制管子关断的电压。
控制极触发电流ig：触发可控硅导通的最小电流。
维持电流ih：没有触发的情况下，维持可控硅导通的最小源、漏级电流。
2、作用：整流、逆变，一般用于电源、拖动驱动电路。
目前，工艺设备中使用可控硅作为电源、驱动的越来越少，逐步被igbt取代，但千安以上的大电流驱动还有很广泛的应用，比如发电厂、焊机。
3、特点：
电流大（可以到几千、上万安培），但开关速度慢。大电流的可控硅关断往往需要辅助电路。
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