且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內;④應有良好的抗干擾能力、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離;⑤觸發(fā)脈沖型式應有助于晶閘管元件的導通時間趨于一致。在高電壓大電流晶閘管串聯電路中,要求串聯的元件同一時刻導通,宜采用強觸發(fā)的形式。[1]晶閘管觸發(fā)方式主要有三種:①電磁觸發(fā)方式,將低電位觸發(fā)信號經脈沖變壓器隔離后送到高電位晶閘管門極。這種觸發(fā)方式成本較低,技術比較成熟。但要解決多路脈沖變壓器的輸出一致問題,同時觸發(fā)時的電磁干擾較大。②直接光觸發(fā)方式,將觸發(fā)脈沖信號轉變?yōu)楣饷}沖,直接觸發(fā)高位光控晶閘管。這種觸發(fā)方式只適用于光控晶閘管,且該種晶閘管的成本較高,不適宜采用;③間接光觸發(fā)方式,利用光纖通信的方法,將觸發(fā)電脈沖信號轉化為光脈沖信號,經處理后耦合到光電接受回路,把光信號轉化為電信號。既可以克服電磁干擾,又可以采用普通晶閘管,降低了成本。[1]晶閘管串聯技術當需要耐壓很高的開關時,單個晶閘管的耐壓有限,單個晶閘管無法滿足耐壓需求,這時就需要將多個晶閘管串聯起來使用,從而得到滿足條件的開關。在器件的應用中,由于各個元件的靜態(tài)伏安特性和動態(tài)參數不同。讓輸出電壓變得可調,也屬于晶閘管的一個典型應用。西藏IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)Mitsubishi三菱全新原裝現貨
金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常,大功率晶閘管多采用陶瓷封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。晶閘管按其關斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管,快速晶閘管包括所有專為快速應用而設計的晶閘管,有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管,可分別應用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。(備注:高頻不能等同于快速晶閘管)晶閘管的作用與工作原理:我們分析晶閘管的作用與原理的時候可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成,其等效圖解如上圖所當陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號,BG2便有基流ib2流過,經BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連,所以ib1=ic2。此時,電流ic2再經BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極,表成正反饋,使ib2不斷增大,如此正向饋循環(huán)的結果,兩個管子的電流劇增,可控硅使飽和導通。由于BG1和BG2所構成的正反饋作用。西藏IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)Mitsubishi三菱全新原裝現貨可控硅和只有一個PN結的硅整流二極度管在結構上迥然不同。
認識半導體晶閘管晶閘管又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅。1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第1款晶閘管產品,并于1958年將其商業(yè)化。晶閘管是PNPN四層半導體結構,形成三個PN結,分別稱:陽極,陰極和控制極。圖1晶閘管的結構晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負載連接,組成晶閘管的主電路。晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。工作過程加正向電壓且門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才導通,這是晶閘管的閘流特性,即可控特性。若晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。晶閘管的種類1.雙向晶閘管雙向晶閘管有極外G,其他兩個極稱為主電極Tl和T2。結構是一種N—P—N—P—N型五層結構的半導體器件。雙向晶閘管不象普通晶閘管那樣,必須在陽極和陰極之間加上正向電壓,管子才能導通。它無所謂陽極和陰極,不管觸發(fā)信號的極性如何,雙向晶閘管都能被觸發(fā)導通。這個特點是普通晶閘管所沒有的。2.快速晶閘管人們在普通晶閘管的制造工藝和結構上采取了一些改進措施。
按關斷速度分類:可控硅按其關斷速度可分為普通可控硅和高頻(快速)可控硅。過零觸發(fā)-一般是調功,即當正弦交流電交流電電壓相位過零點觸發(fā),必須是過零點才觸發(fā),導通可控硅。
(1)可控硅一般做成螺栓形和平板形,有三個電極,用硅半導體材料制成的管芯由PNPN四層組成。
(2)可控硅由關斷轉為導通必須同時具備兩個條件:(1〕受正向陽極電壓;(2)受正向門極電壓。(3)可控硅導通后,當陽極電流小干維持電流In時可控硅關斷。(4)可控硅的特性主要是:(1)陽極伏安特性曲線,(2)門極伏安特性區(qū)。(5)應在額定參數范圍內使用可控硅。 大功率晶閘管多采用金屬殼封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或陶瓷封裝。
故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經NPN管的發(fā)射結,從而提高其電流放大系數a2,產生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結,并提高了PNP管的電流放大系數a1,產生更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發(fā)射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向導通狀態(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導通。晶閘管在導通后,門極已失去作用。在晶閘管導通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復阻斷狀態(tài)。特性特性曲線晶閘管的陽極電壓與陽極電流的關系,稱為晶閘管的伏安特性,如圖所示。晶閘管的陽極與陰極間加上正向電壓時,在晶閘管控制極開路(Ig=0)情況下,開始元件中有很小的電流(稱為正向漏電流)流過。1957年美國通用電器公司開發(fā)出世界上第 1晶閘管產品,并于1958年使其商業(yè)化。西藏可關斷可控硅(晶閘管)富士IGBT
晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。西藏IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)Mitsubishi三菱全新原裝現貨
為了實現這一點,作為示例,傳導層40覆蓋襯底20和溝槽22。層40例如由鋁、鋁-銅或鋁-硅-銅制成。層40可以布置在傳導界面層42上。區(qū)域302在溝槽中從層40或可能的界面層42延伸。層42例如旨在便于在層40和區(qū)域302、204、210以及可能的區(qū)域306之間形成電接觸件(下面的圖2a至圖2f的方法)。層42可以由硅化物制成或者可以是例如由鈦制成的金屬層。層42可以備選地包括硅化物層和金屬層,金屬層覆蓋硅化物層并且例如由鈦制成。硅化物因此形成電接觸件,而金屬層提供對層40的粘附。層42可以至少部分地通過自對準硅化工藝來獲得,并且硅化物然后是不連續(xù)的并且不覆蓋層304的上部部分。層42的厚度推薦地小于300nm,例如小于100nm。由于區(qū)域302和溝道區(qū)域202通過上述短距離d分離的事實,可以選擇溝道區(qū)域202的摻雜水平以及區(qū)域302的摻雜類型和水平來獲得二極管的飽和電流密度,其在25℃時例如在1na/mm2和1ma/mm2之間。推薦地,區(qū)域202的摻雜水平在2×1016和1018原子/cm3之間。為了獲得該飽和電流密度,區(qū)域302是重n型摻雜的(例如大于5×1018原子/cm3),或者更一般地通過與溝道區(qū)域202的傳導類型相反的傳導類型來被重摻雜。電流密度飽和度在此由以下來確定:a)測量由大于。西藏IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)Mitsubishi三菱全新原裝現貨