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這次從穿通(PT)型技術(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù),是最基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術(shù)會(huì)有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求對(duì)少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運(yùn)效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對(duì)少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運(yùn)效率,不過(guò)其載流子注入系數(shù)卻比較低。進(jìn)而言之,非穿通(NPT)技術(shù)又被軟穿通(LPT)技術(shù)所代替,它類(lèi)似于某些人所謂的"軟穿通"(SPT)或"電場(chǎng)截止"(FS)型技術(shù),這使得"成本-性能"的綜合效果得到進(jìn)一步改善。
是把需要數(shù)量IGBT單元組合到一個(gè)共同的絕緣基底上邊,這樣有利于減小絕緣和散熱系統(tǒng)的安裝和制作。一些性能更好的還把各個(gè)IGBT的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同制作在里邊,這樣驅(qū)動(dòng)信號(hào)只需考慮時(shí)序,不必注意電位的配合。
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防止反向電動(dòng)勢(shì)沖擊單向可控硅模塊,導(dǎo)致?lián)p壞。可控硅模塊又叫晶閘管(Silicon Controlled rectifier, SCR)。自從20世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大的家族,它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管,等等。今天大家使用的是單向晶閘管,也就是人們常說(shuō)的普通晶閘管,它是由四層半導(dǎo)體材料組成的,有三個(gè)PN結(jié),對(duì)外有三個(gè)電極:第一層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極A,第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)可以看到,它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷P(guān)鍵是多了一個(gè)控制極G,這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。
- 可控硅能以毫安級(jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備,如果超過(guò)此功率,因元件開(kāi)關(guān)損耗顯著增加,允許通過(guò)的平均電流相降低,此時(shí),標(biāo)稱(chēng)電流應(yīng)降級(jí)使用.可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)倍;反應(yīng)極快,在微秒級(jí)內(nèi)開(kāi)通、關(guān)斷;無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行,無(wú)火花、無(wú)噪音;效率高,成本低等等.可控硅的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過(guò)載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通.可控硅從外形上分類(lèi)主要有:螺栓形、平板形和平底形.為了能夠直觀地認(rèn)識(shí)晶閘管的工作特性,大家先看這塊示教板(圖3)。晶閘管VS與小燈泡EL串聯(lián)起來(lái),通過(guò)開(kāi)關(guān)S接在直流電源上。
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二極管,(英語(yǔ):Diode),電子元件當(dāng)中,一種具有兩個(gè)電極的裝置,只允許電流由單一方向流過(guò),許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(Varicap Diode)則用來(lái)當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱(chēng)之為“整流(Rectifying)”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(guò)(稱(chēng)為順向偏壓),反向時(shí)阻斷 (稱(chēng)為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。
可控硅模塊通常被稱(chēng)之為功率半導(dǎo)體模塊(semiconductor module)。最早是在1970年由西門(mén)康公司率先將模塊原理引入電力電子技術(shù)領(lǐng)域,是采用模塊封裝形式,具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。 可控硅模塊的優(yōu)點(diǎn)
體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、外接線簡(jiǎn)單、互換性好、便于維修和安裝;結(jié)構(gòu)重復(fù)性好,裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化,價(jià)格比分立器件低等諸多優(yōu)點(diǎn),因而在一誕生就受到了各大電力半導(dǎo)體廠家的熱捧,并因此得到長(zhǎng)足發(fā)展。 - 可控硅模塊從X芯片上看,可以分為可控模塊和整流模塊兩大類(lèi),從具體的用途上區(qū)分,可以分為:普通晶閘管模塊(MTC\MTX)、普通整流管模塊(MDC)、普通晶閘管、整流管混合模塊(MFC)、快速晶閘管、整流管及混合模塊(MKC\MZC)、非絕緣型晶閘管、整流管及混合模塊(也就是通常所說(shuō)的電焊機(jī)專(zhuān)用模塊MTG\MDG)、三相整流橋輸出可控硅模塊(MDS)、單相(三相)整流橋模塊(MDQ)、單相半控橋(三相全控橋)模塊(MTS)以及肖特基模塊等。
可控硅工作原理
可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種具有三個(gè)PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成.它的功用不僅是整流,還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路,實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變,將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等??煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣,其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn),使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域,成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。