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功率半导体器件的应用与优势:从MOSFET到IGBT

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2024-06-13 浏览:-

1. IGCT集成门极换流晶闸管(Intergrated Gate Commutated Thyristors):

IGCT是基于传统晶闸管技术并融合了IGBT与GTO的先进技术而开发的一种新型电力半导体器件。这种器件主要用于大型电力电子系统,适用于高压和大容量的变频应用。IGCT将GTO核心芯片与反并联二极管和门极驱动电路整合在一块,通过与门极驱动器外围低电感连接,有效结合了晶体管的稳定关闭能力与晶闸管的低通态损耗特性,从而实现了高电流承载、高阻断电压、高开关频率和高可靠性等优点。

2. 超大功率晶闸管:

超大功率晶闸管(SCR)自面世以来,其功率处理能力已增长近3000倍。尽管自关断器件技术的迅猛发展使其应用范围略有缩减,晶闸管凭借其出色的高电压和大电流处理能力,在高压直流输电(HVDC)、静止无功补偿(SVC)、大型直流电源以及高压大功率的变频调速领域依然占据重要地位。晶闸管的特性包括其门极和阴极之间的复杂交织结构、极高的承受电压和门极对芯片总面积控制比例高达90%,这些都确保了其在导通瞬间的高性能。

3. MOS控制晶闸管MCT(MOS Controlled Thyristor):

MCT融合了MOSFET的高输入阻抗、低驱动功率和快速开关速度特性与晶闸管的高电压、大电流处理能力。这种新型的MOS与双极型复合器件,通过在门极加入短暂脉冲来实现导通与关闭,具备简化的驱动电路和低通态压降等优势。MCT的高di/dt和du/dt承受能力进一步简化了保护电路的设计,是一种理想的全控型大功率高压器件。

4. 集成电力电子模块IPEM(Intergrated Power Electronics Modules):

IPEM通过将电力电子组件如MOSFET、IGBT或MCT与二极管集成在一个高导电性的陶瓷基底上,构成了一种高效的模块化解决方案。这种集成方式不仅优化了电路布局,减少了系统的电感和噪声,还提高了整体的系统效率和可靠性。IPEM模块在其上层还集成了控制电路、门极驱动、电流和温度传感器以及保护电路,进一步实现了智能化和模块化的电力电子技术。

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