功率晶体管-EDA365

功率晶体管

耗散功率在 1瓦以上的晶体管。在电力电子器件中为一大类，包括双极型功率晶体管、功率场效应晶体管、功率静电感应晶体管、隔离栅晶体管、复合晶体管等。通常，功率晶体管是双极型功率晶体管的简称。
　　制造功率晶体管用的半导体材料多为单晶硅（也有用锗或砷化镓的）。器件的心片通常装在散热良好的金属块上。功率晶体管往往做成功率集成器件，其一个器件的心片上就含有数十个乃至上万个并联的晶体管单元。
　　功率晶体管一般有3个电极，其中一个为控制极。在器件的控制极上施加电流或电压信号(ii或Vi)，便能控制输出极流过电流(i0)的大小。
　　在电力电子电路中，功率晶体管主要用作开关（有时也用作功率放大器）。它是一个性能优良的大功率快速固体开关。如一种双极型大功率晶体管在通态时可通过600A电流，其管压降仅约2V。又如高耐压的功率晶体管在断态时能承受 1kV的电压而几乎不导电。20世纪80年代，单个大容量的双极型功率晶体管就能控制近50kW的电功率。双极型功率晶体管的开关频率一般可达10kHz，最高达100kHz。容量相对较小的功率场效应晶体管，其开关频率上限可达100MHz。
　　在几十千瓦以下的中小型逆变器、变频器、斩波式调压器等电力电子装置的主回路上采用功率晶体管比较有利。因为功率晶体管无须配置换流回路，其工作频率也可比晶闸管高10倍以上，使其装置具有线路简单、能耗低、体积小、重量轻、噪声低，以及工作较可靠等一系列优点。因此，在上述装置中，功率晶体管将取代晶闸管。
　　与晶闸管相比，功率晶体管的工作容量较小，耐过载能力差，制造工艺也较复杂。此外，能直接用在工业电网上(线电压为380V)的大功率高压器件还不多。今后，功率晶体管将进一步朝大容量、高反压、高频率、易控制，以及组件模块化方向发展。