功率晶體管
[拼音]：gonglü jingtiguan
[外文]：power transistor
耗散功率在 1瓦以上的晶體管。在電力電子器件中為一大類，包括雙極型功率晶體管、功率場效應(yīng)晶體管、功率靜電感應(yīng)晶體管、隔離柵晶體管、復(fù)合晶體管等。通常，功率晶體管是雙極型功率晶體管的簡稱。
制造功率晶體管用的半導(dǎo)體材料多為單晶硅（也有用鍺或砷化鎵的）。器件的心片通常裝在散熱良好的金屬塊上。功率晶體管往往做成功率集成器件，其一個(gè)器件的心片上就含有數(shù)十個(gè)乃至上萬個(gè)并聯(lián)的晶體管單元。
功率晶體管一般有3個(gè)電極(見圖)，
其中一個(gè)為控制極。在器件的控制極上施加電流或電壓信號(hào)(ii或Vi)，便能控制輸出極流過電流(i0)的大小。
在電力電子電路中，功率晶體管主要用作開關(guān)（有時(shí)也用作功率放大器）。它是一個(gè)性能優(yōu)良的大功率快速固體開關(guān)。如一種雙極型大功率晶體管在通態(tài)時(shí)可通過600A電流，其管壓降僅約2V。又如高耐壓的功率晶體管在斷態(tài)時(shí)能承受 1kV的電壓而幾乎不導(dǎo)電。20世紀(jì)80年代，單個(gè)大容量的雙極型功率晶體管就能控制近50kW的電功率。雙極型功率晶體管的開關(guān)頻率一般可達(dá)10kHz，最高達(dá)100kHz。容量相對(duì)較小的功率場效應(yīng)晶體管，其開關(guān)頻率上限可達(dá)100MHz。
在幾十千瓦以下的中小型逆變器、變頻器、斬波式調(diào)壓器等電力電子裝置的主回路上采用功率晶體管比較有利。因?yàn)楣β示w管無須配置換流回路，其工作頻率也可比晶閘管高10倍以上，使其裝置具有線路簡單、能耗低、體積小、重量輕、噪聲低，以及工作較可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，在上述裝置中，功率晶體管將取代晶閘管。
與晶閘管相比，功率晶體管的工作容量較小，耐過載能力差，制造工藝也較復(fù)雜。此外，能直接用在工業(yè)電網(wǎng)上(線電壓為380V)的大功率高壓器件還不多。今后，功率晶體管將進(jìn)一步朝大容量、高反壓、高頻率、易控制，以及組件模塊化方向發(fā)展。
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