
电力晶体管有与一般双极型晶体管相似的结构、工作原理和特性。它们都是3层半导体,2个PN结的三端器件,有PNP和NPN这2种类型,但GTR多采用NPN型。GTR的结构、电气符号和基本工作原理,如图1所示。
在应用中,GTR一般采用共发射极接法,如图1(c)所示。集电极电流i c与基极电流i b的比值为
β=i c/i b (1)
式中,β称为GTR的电流放大系数,它反映出基极电流对集电极电流的控制能力。单管GTR的电流放大系数很小,通常为10左右。
在考虑集电极和发射极之间的漏电流时,
i c=βi b+I c e o (2)
目前常用的电力晶体管的单管、达林顿管和模块这3种类型。
1、 单管电力晶体管
NPN三重扩散台面型结构是单管电力晶体管的典型结构,这种结构可靠性高,能改善器件的二次击穿特性,易于提高耐压能力,并易于散出内部热量。
2、 达林顿电力晶体管
达林顿结构的电力晶体管是由2个或多个晶体管复合而成,可以是PNP型也可以是NPN型,其性质取决于驱动管,它与普通复合三极管相似。达林顿结构的电力晶体管电流放大倍数很大,可以达到几十至几千倍。虽然达林顿结构大大提高了电流放大倍数,但其饱和管压降却增加了,增大了导通损耗,同时降低了管子的工作速度。
3、 电力晶体管模块
目前作为大功率的开关应用还是电力晶体管模块,它是将电力晶体管管芯及为了改善性能的1个元件组装成1个单元,然后根据不同的用途将几个单元电路构成模块,集成在同一硅片上。这样,大大提高了器件的集成度、工作的可靠性和性能/价格比,同时也实现了小型轻量化。目前生产的电力晶体管模块,可将多达6个相互绝缘的单元电路制在同一个模块内,便于组成三相桥电路。
1、 电压参数