電力晶體管有與一般雙極型晶體管相似的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性。它們都是3層半導(dǎo)體,2個PN結(jié)的三端器件,有PNP和NPN這2種類型,但GTR多采用NPN型。GTR的結(jié)構(gòu)、電氣符號和基本工作原理,如圖1所示。
在應(yīng)用中,GTR一般采用共發(fā)射極接法,如圖1(c)所示。集電極電流i c與基極電流i b的比值為
β=i c/i b (1)
式中,β稱為GTR的電流放大系數(shù),它反映出基極電流對集電極電流的控制能力。單管GTR的電流放大系數(shù)很小,通常為10左右。
在考慮集電極和發(fā)射極之間的漏電流時,
i c=βi b+I c e o (2)
目前常用的電力晶體管的單管、達林頓管和模塊這3種類型。
1、 單管電力晶體管
NPN三重擴散臺面型結(jié)構(gòu)是單管電力晶體管的典型結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可靠性高,能改善器件的二次擊穿特性,易于提高耐壓能力,并易于散出內(nèi)部熱量。
2、 達林頓電力晶體管
達林頓結(jié)構(gòu)的電力晶體管是由2個或多個晶體管復(fù)合而成,可以是PNP型也可以是NPN型,其性質(zhì)取決于驅(qū)動管,它與普通復(fù)合三極管相似。達林頓結(jié)構(gòu)的電力晶體管電流放大倍數(shù)很大,可以達到幾十至幾千倍。雖然達林頓結(jié)構(gòu)大大提高了電流放大倍數(shù),但其飽和管壓降卻增加了,增大了導(dǎo)通損耗,同時降低了管子的工作速度。
3、 電力晶體管模塊
目前作為大功率的開關(guān)應(yīng)用還是電力晶體管模塊,它是將電力晶體管管芯及為了改善性能的1個元件組裝成1個單元,然后根據(jù)不同的用途將幾個單元電路構(gòu)成模塊,集成在同一硅片上。這樣,大大提高了器件的集成度、工作的可靠性和性能/價格比,同時也實現(xiàn)了小型輕量化。目前生產(chǎn)的電力晶體管模塊,可將多達6個相互絕緣的單元電路制在同一個模塊內(nèi),便于組成三相橋電路。
1、 電壓參數(shù)