相关电力工程开关元件元器件的作用特点，各种电力工程电子元器件所做到的作用水准，电力工程电子元器件的操纵容积和电源开关頻率的运用范畴，包含绝缘层栅压双极型晶体三极管(IGBT)、场控可控硅(MCT)、尖端放电晶体三极管(SIT)等。

电力工程开关元件元器件的作用特点

各种电力工程电子元器件的作用水准：

一般可控硅：12kV、1kA；4kV、3kA。

可关闭可控硅：9kV、1kA；4.5kV、4.5kA。

逆导可控硅：4.5kV、1kA。

光触可控硅：6kV、2.5kA；4kV、5kA。

电力工程晶体三极管：单管系统1kV、200A；控制模块1.2kV、800A；1.8kV、100A。

场效管：1kV、38A。

绝缘层栅压双极型晶体三极管：1.2kV、400A；1.8kV、100A。

尖端放电可控硅(SITH)：4.5kV、2.5kA。

场控可控硅：1kV、100A。

图1，电力工程电子元器件的操纵容积和电源开关頻率的运用范畴。

图1 电力工程电子元器件的操纵容积和电源开关頻率的运用范畴

1，绝缘层栅压双极型晶体三极管(IGBT)

IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是在GTR和MOSFET中间取其长、避其短而发生的新元器件，它事实上是用MOSFET推动双极型晶体三极管的，兼具MOSFET的高输入电阻和GTR的低导通损耗两层面的优势。

GTR饱和状态压减少，载流密度大，但工作电压很大;MOSFET推动输出功率不大，电源开关速度更快，但通断损耗大，载流相对密度小。

IGBT综合性了之上二种元器件的优势，推动输出功率小而饱和状态压减少。

IGBT是多元化集成化构造，每一个IGBT元的构造如图2(a)所显示，图2(b)是IGBT的闭合电路，它由一个MOSFET和一个PNP晶体三极管组成，给栅压增加正偏数据信号后，MOSFET通断，进而给PNP晶体三极管给予了基极电流量使其通断。给栅压增加反偏数据信号后，MOSFET关闭，使PNP晶体三极管基极电流量为零而截至。

图2(c)是IGBT的电气符号。

IGBT的电源开关速率小于MOSFET，但显著高过GTR。IGBT在关闭时不用负栅压来降低关闭時间，但关闭時间随栅压和发射极电容串联的提升而提升。

IGBT的打开工作电压约3～4V，和MOSFET非常。IGBT通断时的饱和状态损耗比MOSFET低而和GTR贴近，饱和状态损耗随栅压工作电压的提升而减少。

图2 IGBT的简单化等效电路图

(a)构造；(b)闭合电路；(c)电气符号

2，场控可控硅(MCT)

MCT(MOSControlledThyristor)是MOSFET推动可控硅的复合型元器件，集场效晶体三极管与可控硅的优势于一身，是双极型电力工程晶体三极管和MOSFET的复合型。

一个MCT元器件由不计其数的MCT元构成，每一个元的构成以下：PNPN可控硅一个(可等效电路为PNP和NPN晶体三极管各一个)，操纵MCT通断的MOSFET(on-FET)和操纵MCT关闭的MOSFET(off-FET)各一个。

当给栅压加正单脉冲工作电压时，N断面的on-FET通断，其漏极电流量即是PNP晶体三极管给予了基极电流量使其通断，PNP晶体三极管的集电结电流量又为NPN晶体三极管给予了基极电流量进而其通断，而NPN晶体三极管的集电结电流量又相反变成 PNP晶体三极管的基极电流量，这类反馈调节使?α1 α2>1，MCT通断。

当给栅压加负工作电压单脉冲时，P断面的off-FET通断，使PNP晶体三极管的集电结电流量绝大多数经off-FET流入负极而不引入NPN晶体三极管的基极，因而，NPN晶体三极管的集电结电流量(即PNP晶体三极管的基极电流量)减少，这又促使NPN晶体三极管的基极电流量减少，这类反馈调节使α1 α2<1,MCT关闭。

MCT阻隔工作电压高，通态损耗小，推动输出功率低，电源开关速度更快。尽管MCT现阶段的容积水准仅为1000V/100A，其通态损耗仅有IGBT或GTR的1/3上下，但其单晶硅片的企业总面积持续电流强度在各种各样元器件中是最大的。此外，MCT可承担非常高的di/dt和du/dt?，这促使维护电源电路能够简单化。MCT的电源开关速率超出GTR，开关损耗也小。总而言之，MCT被觉得是一种最有发展前景的电力工程电子元器件。

3，尖端放电晶体三极管(SIT)

SIT(StaticInductionTransistor)事实上是一种结型电力工程场效晶体三极管，其工作电压、电流量容积都比MOSFET大，适用高频率,功率大的的场所。当栅压不用一切数据信号时，SIT是通断的;栅压加负偏压时关闭。这类种类的SIT称之为一切正常通断型，应用不太便捷。此外，SIT通态损耗大，因而通态耗损也大。

4，尖端放电可控硅(SITH)

SITH(StaticInductionThyristor)是在SIT的漏极层上额外一层和漏极层导电性种类不一样的发射极层而获得的。

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