(Triode AC Switch——TRIAC)
逆变晶闸管 逆导晶闸管 光控晶闸管 GTO
IGBT (MOSFET类) IGCT
IEGT
Inverse Thyristor
Reverse Conducting Thyristor Light Triggered Thyristor
Gate-Turn-Off Thyristor
Insulated Gate Bipolar Transistor Integrated Gate-Commutated Thyristor
Injection Enhanced Gate Transistor
组合器件(IPM)Intelligent Power Module (SOP/SOC/MCM/IPEM)
常用开关器件及分类
按照器件关断方式可分为：
换流关断型( Thyristor ) ——利用施加反向电压使电流反向而实现器件关断。 自关断型( 功率晶体管、GTO、电压型器件 ) ——仅通过在控制端和公共端之间施加一正的电压信 号实现导通，施加一负的电压信号实现关断的器件。
常用开关器件及分类
n
V较小时，M→1；当V→VB时，M急剧增加； 当电流放大系数与雪崩倍增因子的积等于1时， 所对应的外加电压即为转折电压VB0。
负阻区： 当外加电压大于转折电压时，势垒区内雪 崩倍增产生大量的电子空穴对，这些载流子受 反向电场的抽取作用，电子进入n1区，空穴进 入p2区。由于不能很快复合，将使J2结两侧产 生载流子积累，即p2区有空穴积累，n1区有电 子积累以补偿离化的杂质，使空间电荷区变薄。 p2区电位升高，n1区电下降。降落在J2结上的 电压减小，雪崩倍增减弱，J1、J3结的注入增 强，从而出现电压减小、电流增强的负阻现象。
常用开关器件及分类
型号命名法(国产器件)
Z K
拼音 符号
额定电流
—
1% 峰值电压
P—普通、K—快速、S—双向、N—逆导、 Q—汽车、B—雪崩、L—光触发…. 例:ZK1000-8 KS200-12
表示额定平均正向电流1000A，反向阻断电压800V 表示额定电流（有效值）200A，断态阻断电压1200V
雪崩区：当外加电压上升到接近J2结的击穿电压VB时，空间 电荷区内电场变得很大，引起雪崩倍增。反向产生电流通过 势垒区由碰撞电离而增加M倍。通过J2结的电流由原来的反 向电流转变为由J1、J3结注入的载流子经过基区后衰减而又 在势垒区倍增了的电流。
M
1 V 1 V B
微电子器件应用—晶闸管
？
P区
n p x p n p0
N区
pn xn pn 0
p no
n po
x p xnx来自？ qV n p x p n po exp kT
qV pn xn pno exp kT

半控型器件( 相控Thyristor等 )
——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。
全控型器件( IGBT,MOSFET 等) ——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。
按照驱动电路信号的性质，分为两类：
电流驱动型( 双极型器件 ) ——通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者 关断的器件。 电压驱动型( MOS栅器件 ) ——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器件。
导通物理过程
在G开路时，A K间加正向电压反偏 的PN结J2是如何变为正偏的？？
先讨论四层两端器件
正向偏置的pnpn四层两端器件具有两个特点： ①具有通态和断态两个稳定状态； ②有负阻现象。
断态区：当外加正向电压 V<<J2结雪崩电压，复合与 补充维持电中性。只有小 的电流流过J2结，类似二 极管的反向特性。
P区
n po
xp
N区
p no
xn
x
晶体管的直流特性
双极型晶体管的结构示意图和电路符号：
E
P
N B
P
C E
N
P B
N
C
E B
C
E B
C
PNP 管： VEB VE VB , VCB VC VB
NPN管： VBE VB VE , VBC VB VC
根据两个结上电压的正负，晶体管可有 4 种工作状态：
）状态
内容提要
1. 常用开关器件及分类 (1)器件及分类 (2)型号命名法 (3)器件额定值 2. pnpn器件导通物理过程 (1)晶闸管结构及等效电路 (2)导通物理过程 (3)导通机制
1. 常用开关器件及分类
器件及分类
按照器件被控程度，分为以下三类：
不可控器件( Power Diode ) ——不需用控制信号来控制其通断。
雪崩 击穿
伏－安特性 等效电路
-IA
2. pnpn器件导通物理过程
晶闸管导通需具备两个条件： 正向偏置； A、K间有“＋”的信号。
晶闸管关断亦需具备两个条件： 阳极电压反向或过零； 流过A、K间的电流小于IH 以下。
2.
pnpn器件导通物理过程
晶闸管外形
螺栓型晶闸管
平板型
2. pnpn器件导通物理过程
电压—峰值
注意：电流—平均值（KS除外）
2. pnpn器件导通物理过程
晶闸管结构及等效电路
四层：PNPN 三端: A、K、G 三结：J1、J2、J3
基本结构
(1)晶闸管结构及等效电路
基本结构
掺杂浓度分布
pnpn 器件导通原理
IA
正向 导通
UA
URSMURRM
IH O
IG2
IG1 IG=0 UDRM Ubo +UA UDSM
按照器件触发方式可分为：
电触发型(Thyristor、MOS器件) ——门极用电信号来触发使其开通的器件。 光触发型(LTT) ——用光直接来触发使其开通的器件。 热触发型(温控晶闸管) ——当温度达到某一值，热激发使之开通的器件。
常用开关器件及分类
常用的主要功率器件
二极管(整流/雪崩/快恢复/软恢复/浪涌保护/肖特基…) 晶闸管 相控晶闸管 Phase Controlled Thyristor 双向晶闸管 Bidirectional Triode Thyristor
E结 C结 ＋ － ＋ ＋ － － － ＋
工
作 状 态 状态，工作在（ ）电路 状态，工作在（ ）电路 状态，工作在（ ）电路 倒向放大状态
晶体管在 4 种工作状态下的少子分布图： （ ）状态
（
） 状态
（
） 状态
（
） 状态
NPN 晶体管在 4 种工作状态下的能带图：
（ ）状态
（ ）状态
（
）状态
（