关于电力晶体管gtr的特性及应用解析，你了解吗？

在科学技术高度发达的今天，各种各样的高科技出现在我们的生活中，为我们的生活带来便利，那么你知道这些高科技可能会含有的电力晶体管吗?电力晶体管是双极大功率和高背压晶体管。由于其功率非常大，所以也被称为巨型晶体管，简称GTR。 GTR由三层半导体材料和两个PN结组成。三层半导体材料的结构可以是PNP或NPN。大多数双极型功率晶体管是在重掺杂的N+硅衬底上生长，采用外延生长的方法在N+上生长N漂移层，然后在漂移层上扩散P基区，再扩散N+发射区。这称为三重扩散。基极和发射极在同一平面上相互交叉，以减少电流集中并提高器件的电流处理能力。

GTR分为NPN型和PNP型两种，有单管GTR、达林顿GTR(复合管)和GTR模块几种形式。单管GTR饱和压降VCES低，开关速度稍快，但电流增益β小，电流容量小，驱动功率大。它用于较小容量的逆变器电路。

Darlington GTR电流增益β值大，电流容量大，驱动功耗小，但饱和压降VCES较高，关断速度较慢。与单管 GTR 一样，达林顿式非模块化 GTR 长期以来在现代逆变器电路中不太常用。 GTR模块使用更广泛。它将两个或四个、六个甚至七个单管 GTR 或达林顿式 GTR 管芯封装在单个管壳中，形成单桥臂、单相桥、三相桥和漏电三放电管采用相桥形式，外壳绝缘，设计安装方便。

在逆变电路中，GTR都工作在共发射极状态，其输出特性曲线是指集电极电流IC与电压VCE和基极电流IB的关系。

电力晶体管gtr的特性及应用

GTR的特性曲线分为5个区域。I区是截止区，IB=0，IC很小，是CE漏电流。II区是线性放大区。当IB增加时，IC也随IB线性增加。随着VCE的不断降低，IC没有能力增长，这就进入了深度饱和区，即IV区。此时的VCE称为GTR的饱和压降，用VCES表示，低于GTO和VMOSFET。V区是击穿区，

当VCE增加到一定值时，即使IB不增加，IC也会增加。此时，VCE是GTR的第一个击穿电压。如果VCE继续增加，IC也会增加。由于GTR具有负阻特性，当结温升高时，IC变大。由于整个芯片的导通不可能绝对均匀，大IC会产生集中热点，导致雪崩击穿和IC浪涌。这时候，即使降低VCE也无济于事。高速增长的热量无法消散，GTR会在短时间内(几微秒甚至几纳秒)永远烧毁。这是GTR的二次细分。这是GTR最致命的弱点，也是制约GTR发展和进一步应用的最重要原因之一。

电力晶体管GTR主要用作功率开关。因此，要求有足够的容量(高电压、大电流)、适当的增益、较高的运行速度和较低的功率损耗。但是，由于功率晶体管功率损耗大，工作电流大，存在基区注入效应大、基区膨胀效应、发射极电流边缘效应等特点和问题。

基区大注入效应是指当基区的少数载流子浓度达到或超过掺杂浓度时，器件的注入效率降低，少数载流子扩散系数增大，体内少数载流子寿命降低，造成严重影响GTR电流增益的现象。

基区扩大效应是指在大电流条件下扩大有效基区的效应。器件工作在低电流状态时集电极结的宽度主要由基极掺杂浓度决定，因此其增益β值是固定的;但在大电流条件下，集电极是由于基区少数载流子大量增加导致结宽缩小，从而扩大了有效基区。基区的扩大导致注入效率降低，增益β降低，特征频率降低。

发射极电流捆绑效应也称为基极电阻自偏置效应，它是在大多数电流条件下，由于基极的横向压降导致发射极电流分布不均匀而引起的。在这种情况下，电流分布更多地集中在靠近基极的发射极外围，造成电流局部集中，进而导致局部过热。因此，为了减弱上述三种物理效应的影响，必须在结构上采取适当的措施，以确保适合大功率应用的需要。

以上就是电力晶体管的一些值得大家学习的详细资料解析，希望在大家刚接触的过程中，能够给大家一定的帮助，如果有问题，也可以和小编一起探讨。