電力電子器件及應用
1.1　電力電子器件概述一、電力電子器件的分類
按照器件的控制能力分為以下三類：
半控型器件：晶閘管（Thyristor or SCR）及其大部分派生器件
其特征是：控制極只能控制器件導通，不能控制關斷。
全控型器件：IGBT、MOSFET、GTO、GTR
其特征是：控制極可以控制器件導通和關斷。
不可控器件：二極管(Power Diode)
按照器件控制信號特征分為兩類：
電流驅動型——通過從控制端注入或者抽出電流來實現導通或者關斷的控制，如SCR、GTR、GTO
電壓驅動型——僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現導通或者關斷的控制，其本質是通過加在控制端上的電壓在器件的兩個主電路端子之間產生可控的電場來改變流過器件的電流大小和通斷狀態，所以又稱為場控器件，或場效應器件，如IGBT、MOSFET
按照器件內部載流子參與導電的情況分為三類：
單極型器件——由一種載流子參與導電的器件，如MOSFET
雙極型器件——由電子和空穴兩種載流子參與導電的器件，                                   如SCR、 GTR、 GTO
復合型器件——由單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件，如IGBT
二、電力電子器件的一般工作特征：
（1）電力電子器件一般都工作在開關狀態；
（2）電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制
        －－驅動電路、控制電路；
（3）工作時由于通態損耗、開關損耗等引起發熱，在
        其工作時一般都要考慮散熱設計或安裝散熱器。
三、本章重點
（１）電力電子器件
功率二極管（快恢復管、肖特基管）
晶閘管（SCR）
電力晶體管（GTR）
功率場效應晶體管（P-MOSFET）
絕緣柵雙極型復合晶體管（IGBT）
（２）電力電子器件的應用技術
典型器件的驅動特點及要求
緩沖電路的結構與設計方法
器件知識重點：
     了解器件靜態特性、動態特性，掌握器件開關控制的基本
       方法，建立靜態損耗、動態損耗、器件安全工作區的概念，初步掌握器件的應用選擇
器件應用技術重點：
      理解設置驅動電路的原因、常用驅動電路技術；設置緩沖
       吸收電路的原因、緩沖吸收電路基本結構、應用設計方法。
  1.2.1  功率二極管的主要類型
  1.2.2  功率二極管的基本特性
  1.2.3  功率二極管的主要參數
1. 普通二極管（General Purpose Diode）
又稱整流二極管（Rectifier   Diode）
多用于開關頻率不高（1kHz以下）的整流電路中
其反向恢復時間較長，一般在5s以上，這在開關頻率不高時并不重要
正向電流定額和反向電壓定額可以達到很高，分別可達數千安和數千伏以上

2. 快速恢復二極管（Fast Recovery Diode—FRD）
從性能上可分為快速恢復和超快速恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長，后者則在100ns以下，甚至達到20~30ns。
分為PN結型結構和PIN結構兩種。采用外延型PIN結構的的快速恢復外延二極管（Fast Recovery Epitaxial Diodes—FRED），其反向恢復時間比較短（可低于50ns），正向壓降也很低（0.9V左右），但其反向耐壓多在1200V以下。
3. 肖特基二極管
以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管稱為肖特基勢壘二極管（Schottky Barrier Diode——SBD），簡稱為肖特基二極管
20世紀80年代以來，由于工藝的發展得以在電力電子電路中廣泛應用
肖特基二極管的優點
反向恢復時間很短（10~40ns）
正向恢復過程中也不會有明顯的電壓過沖
在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很?。ㄒ话?.5V左
     右），明顯低于快速恢復二極管（一般1V左右）
其開關損耗和正向導通損耗都比快速二極管還要小，效率高
肖特基二極管的弱點
當反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求，因此
     多用于200V以下
反向漏電流較大且對溫度敏感，因此反向穩態損耗不能忽略，
     而且必須更嚴格地限制其工作溫度