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(3) 全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可控制其 关断，又称自关断器件 功率晶体管(Giant Transistor) 绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor—— IGBT） 电 力 场 效 应 晶 体 管 （ Power MOSFET ， 简 称 为 电 力 MOSFET） 门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor — GTO）
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2 电力电子器件的分类
按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以 下三类：
(1) 不可控器件——不能用控制信号来控制其通断, 因此也
就不需要驱动电路 功率二极管（Power Diode）只有两个端子，器件的通和 断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的
(2)半控型器件——通过控制信号可以控制其导通而不能控 制其关断 晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件,器件的关断由 其在主电路中承受的电压和电流决定
导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近 于零，而电流由外电路决定
阻断时（断态）阻抗很大，接近于断路，电流几乎为 零，而管子两端电压由外电路决定
电力电子器件的动态特性（也就是开关特性）和参数， 也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升 为第一位的重要问题。
作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替
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广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器 件两类。
自20世纪50年代以来，真空管仅在频率很 高（如微波）的大功率高频电源中还在使用， 而电力半导体器件已取代了汞弧整流器 （ Mercury Arc Rectifier ） 、 闸 流 管 （Thyratron）等电真空器件，成为绝对主力。 因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导 体器件。
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按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的 情况分为三类： ➢单极型器件——由一种载流子参与导电的器 件， MOS， 肖特基二极管 ➢双极型器件——由电子和空穴两种载流子参 与导电的器件，晶体管，晶闸管， IGBT ➢复合型器件——由单极型器件和双极型器件 集成混合而成的器件， MOS控制晶闸管等
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阻断时器件上有微小的断态漏电流流过，形成断态 损耗
在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关 断损耗，总称开关损耗
对某些器件来讲，驱动电路向其注入的功率也是造 成器件发热的原因之一
通常电力电子器件的断态漏电流极小，因而通态损 耗是器件功率损耗的主要成因
器件开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能 成为器件功率损耗的主要因素
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1 电力电子器件的概念和特征 2 电力电子器件的分类
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1 电力电子器件的概念和特征
主电路（main power circuit）——电气设备或 电力系统中，直接承担电能的变换或控制任 务的电路
电力电子器件（power electronic device）— —可直接用于处理电能的主电路中，实现电 能的变换或控制的电子器件
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第一讲 功率二极管
1.1 PN结与功率二极管的工作原理 1.2 功率二极管的基本特性 1.3 功率二极管的主要参数 1.4 功率二极管的主要类型
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功率二极管(Power Diode)结构主要就是PN 结,肖特基二极管的主要结构是金属-半导体 结。原理简单，工作可靠，自20世纪50年 代初期就获得应用
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(3) 实用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控 制。 在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电
路的信号进行放大，这就是电力电子器件的驱动电路。 (4)为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而
损坏，不仅在器件封装上讲究散热设计，在其工作时一 般都要安装散热器。 导通时器件上有一定的通态压降，形成通态损耗
A
K A
a)
KA
PN
K
I J
b)
c)
图1-1 功率二极管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
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N型半导体和P型半导体结合后构成PN结。交界处电子 和空穴的浓度差别，造成了各区的多子向另一区的扩散 运动，到对方区内成为少子，在界面两侧分别留下了带 正、负电荷但不能任意移动的杂质离子。这些不能移动 的正、负电荷称为空间电荷。空间电荷建立的电场被称 为内电场或自建电场，其方向是阻止扩散运动的，另一 方面又吸引对方区内的少子（对本区而言则为多子）向 本区运动，即漂移运动。扩散运动和漂移运动既相互联 系又是一对矛盾，最终达到动态平衡，正、负空间电荷 量达到稳定值，形成了一个稳定的由空间电荷构成的范
快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、 高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合， 具有不可替代的地位
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1.1 P作原理与信息电子电路中的二 极管一样以半导体PN结为基础。
由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成。
从外形上看，主要有螺栓型和平板型封装。近些年来， 塑 料封装发展很快。
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按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的 性质， 分为两类： (1) 电流驱动型——通过从控制端注入或者抽出电流来实
现导通或者关断的控制 (2) 电压驱动型——仅通过在控制端和公共端之间施加一
定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。电压驱动 型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个 主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流 大小和通断状态，所以又称为场控器件，或场效应器件。
电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。
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同处理信息的电子器件相比，电力电子器 件的一般特征： (1) 能处理电功率的大小，即承受电压和 电流 的能力，是最重要的参数
其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级, 大多都远大于处理信息的电子器件。
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(2) 电力电子器件一般都工作在开关状态
电力电子器件基础
电力电子器件概述 第一讲 功率二极管 第二讲 功率晶体管 第三讲 晶闸管 第四讲 功率MOS器件/IGBT 第五讲 半导体器件的塑料封装
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电力电子器件概述
主要内容：
简要概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题 介绍各种常用电力电子器件的工作原理、基本特性, 主
要参数以及选择和使用中应注意的一些问题