在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中，為我們的生活帶來便利，那么你知道這些高科技可能會(huì)含有的電力晶體管嗎?電力晶體管是雙極大功率和高背壓晶體管。由于其功率非常大，所以也被稱為巨型晶體管，簡(jiǎn)稱GTR。 GTR由三層半導(dǎo)體材料和兩個(gè)PN結(jié)組成。三層半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)可以是PNP或NPN。大多數(shù)雙極型功率晶體管是在重?fù)诫s的N+硅襯底上生長(zhǎng)，采用外延生長(zhǎng)的方法在N+上生長(zhǎng)N漂移層，然后在漂移層上擴(kuò)散P基區(qū)，再擴(kuò)散N+發(fā)射區(qū)。這稱為三重?cái)U(kuò)散?；鶚O和發(fā)射極在同一平面上相互交叉，以減少電流集中并提高器件的電流處理能力。

GTR分為NPN型和PNP型兩種，有單管GTR、達(dá)林頓GTR(復(fù)合管)和GTR模塊幾種形式。單管GTR飽和壓降VCES低，開關(guān)速度稍快，但電流增益β小，電流容量小，驅(qū)動(dòng)功率大。它用于較小容量的逆變器電路。

Darlington GTR電流增益β值大，電流容量大，驅(qū)動(dòng)功耗小，但飽和壓降VCES較高，關(guān)斷速度較慢。與單管 GTR 一樣，達(dá)林頓式非模塊化 GTR 長(zhǎng)期以來在現(xiàn)代逆變器電路中不太常用。 GTR模塊使用更廣泛。它將兩個(gè)或四個(gè)、六個(gè)甚至七個(gè)單管 GTR 或達(dá)林頓式 GTR 管芯封裝在單個(gè)管殼中，形成單橋臂、單相橋、三相橋和漏電三放電管采用相橋形式，外殼絕緣，設(shè)計(jì)安裝方便。

在逆變電路中，GTR都工作在共發(fā)射極狀態(tài)，其輸出特性曲線是指集電極電流IC與電壓VCE和基極電流IB的關(guān)系。

電力晶體管gtr的特性及應(yīng)用

GTR的特性曲線分為5個(gè)區(qū)域。I區(qū)是截止區(qū)，IB=0，IC很小，是CE漏電流。II區(qū)是線性放大區(qū)。當(dāng)IB增加時(shí)，IC也隨IB線性增加。隨著VCE的不斷降低，IC沒有能力增長(zhǎng)，這就進(jìn)入了深度飽和區(qū)，即IV區(qū)。此時(shí)的VCE稱為GTR的飽和壓降，用VCES表示，低于GTO和VMOSFET。V區(qū)是擊穿區(qū)，

當(dāng)VCE增加到一定值時(shí)，即使IB不增加，IC也會(huì)增加。此時(shí)，VCE是GTR的第一個(gè)擊穿電壓。如果VCE繼續(xù)增加，IC也會(huì)增加。由于GTR具有負(fù)阻特性，當(dāng)結(jié)溫升高時(shí)，IC變大。由于整個(gè)芯片的導(dǎo)通不可能絕對(duì)均勻，大IC會(huì)產(chǎn)生集中熱點(diǎn)，導(dǎo)致雪崩擊穿和IC浪涌。這時(shí)候，即使降低VCE也無濟(jì)于事。高速增長(zhǎng)的熱量無法消散，GTR會(huì)在短時(shí)間內(nèi)(幾微秒甚至幾納秒)永遠(yuǎn)燒毀。這是GTR的二次細(xì)分。這是GTR最致命的弱點(diǎn)，也是制約GTR發(fā)展和進(jìn)一步應(yīng)用的最重要原因之一。

電力晶體管GTR主要用作功率開關(guān)。因此，要求有足夠的容量(高電壓、大電流)、適當(dāng)?shù)脑鲆?、較高的運(yùn)行速度和較低的功率損耗。但是，由于功率晶體管功率損耗大，工作電流大，存在基區(qū)注入效應(yīng)大、基區(qū)膨脹效應(yīng)、發(fā)射極電流邊緣效應(yīng)等特點(diǎn)和問題。

基區(qū)大注入效應(yīng)是指當(dāng)基區(qū)的少數(shù)載流子濃度達(dá)到或超過摻雜濃度時(shí)，器件的注入效率降低，少數(shù)載流子擴(kuò)散系數(shù)增大，體內(nèi)少數(shù)載流子壽命降低，造成嚴(yán)重影響GTR電流增益的現(xiàn)象。

基區(qū)擴(kuò)大效應(yīng)是指在大電流條件下擴(kuò)大有效基區(qū)的效應(yīng)。器件工作在低電流狀態(tài)時(shí)集電極結(jié)的寬度主要由基極摻雜濃度決定，因此其增益β值是固定的;但在大電流條件下，集電極是由于基區(qū)少數(shù)載流子大量增加導(dǎo)致結(jié)寬縮小，從而擴(kuò)大了有效基區(qū)?；鶇^(qū)的擴(kuò)大導(dǎo)致注入效率降低，增益β降低，特征頻率降低。

發(fā)射極電流捆綁效應(yīng)也稱為基極電阻自偏置效應(yīng)，它是在大多數(shù)電流條件下，由于基極的橫向壓降導(dǎo)致發(fā)射極電流分布不均勻而引起的。在這種情況下，電流分布更多地集中在靠近基極的發(fā)射極外圍，造成電流局部集中，進(jìn)而導(dǎo)致局部過熱。因此，為了減弱上述三種物理效應(yīng)的影響，必須在結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以確保適合大功率應(yīng)用的需要。

以上就是電力晶體管的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)資料解析，希望在大家剛接觸的過程中，能夠給大家一定的幫助，如果有問題，也可以和小編一起探討。