晶体管简单介绍 晶体管基本特性

一．电力晶体管GTR

1. 晶体管与三极管的区别

I. 三极管和晶体管都有：截止区、放大区、饱和区；

II. 三极管工作在放大区；

III. 晶体管在开关过程中，主要工作在饱和区和截止区；

2. 晶体管的动态特性

I. GTR用基极电流控制集电极电流；

II. GTR在开通和关断的时候有时间延迟，这主要是发射结势垒电容和集电结势垒电容

充电和放电产生的；

III. 增大基极电流可以缩短延时时间；

二．电力场效应晶体管MOSFET

1. 电力MOSFET工作原理

电力MOSFET是电压控制电流型（通过控制栅源极间加正电压，来控制漏极电流）

I. 截止：漏源极间加正电源（漏极接电源正极，源极接电源负极），栅源极间电压为零

-P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源之间无电流流过；

II. 导通：漏源极间加正电源（漏极接电源正极，源极接电源负极），栅源极间加正电压Ugs

-当Ugs大于Ut时，P型半导体反型成N型形成反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消

失，漏极和源极导电；

2. 电力MOSFET的转移特性

漏极电流Id和栅源间的电压Ugs的关系成为MOS的转移特性

下图表明，栅源电压对漏极电流的控制

3. 电力MOSFET的输出特性

I. 工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间转换；

II. 漏源间有寄生二极管，漏源加反向电压时，MOS导通；

III. MOSFET开关速度非常快，频率可达100kHz，是电力电子器件中最高的；

IV. MOSFET是场控器件，在静态时，几乎不需要输入电流。但是在开关过程中需要对电容

充放电，需要一定的驱动。

三．绝缘栅双极晶体管IGBT

1. 绝缘栅双极晶体管工作原理

I. GTO和GTR是双极型电流驱动器件，具有电导调制效应，所以导电能力强(开通压降低)、

开关速度低(少子的存储效应造成)；

II. MOSFET是单极型电压驱动器件，开关速度高，输入阻抗高；

III. IGBT开通：当栅极和发射极间的电压Uge大于开启电压Uge(th)时，MOSFET内形成沟

道，并为晶体管提供基极电流Id进而促使IGBT导通;

IV. IGBT关断：当栅极和发射极间加反向电压或者不加电压时，MOSFET内的沟道消失，晶

体管的基极电流被斩断，IGBT关断。

2. IGBT特点总结

I. IGBT开关速度快，开关损耗小；

II. IGBT的安全工作区比较大；

III. IGBT的通态压降比MOSFET低；

四．电力电子器件总结

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