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注:还有一种功率晶体管模块,由多个相互关联的功率晶体管、二极管及驱动电路等一起工作,如上图a、b。
源自文库
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三、高速光耦介绍
1、高速光耦是什么?
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光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。 它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光 敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之 后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。而高速光耦也是光耦的 一种,它是非线性光耦,绝缘电压、响应速度、电流传输效率高和开关时间只有几微秒等。
1.IGBT与模块是什么? 2.MOS的用途; 3.IGBT与MOSFET的对比
三、高速光耦
1.高速光耦是什么? 2.高速光耦的用途; 3.参数
六、可控硅
1.什么是可控硅? 2.可控硅的结构; 3.典型应用; 4.特点
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一、MOS管介绍
1、什么叫MOS管?
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MOS管(英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor)即半导体金属氧化物,是场效应晶体管。 2、MOS管的结构
a.反射式光藕
b.直插、贴片光藕
c.高速光藕 d. 光藕内部结构
2、高速光耦用途 高速光耦主要应用于通信、信息传输要求高等的领域,如:数字逻辑输入电路、微处理 器输入、网络线路接收器、电话线路接收器等等。
3、高速光耦参数 光耦合器的技术参数主要有:发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、 输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极-发射极 饱和压降VCE(sat)。
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一、MOS管介绍
1.什么是MOS管? 2.MOS管的结构; 3.MOS管的分类; 4.MOS的用途; 5.MOS的参数
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四、大功率肖特基
1.肖特基是什么? 2.肖特基的用途; 3.结构
五、达林顿管
1.什么是达林顿管? 2.达林顿管的组成; 3.典型应用; 4.特点
二、IGBT 和模块
a.增强型NMOS管
s:Source 源极,d:Drain 漏极,g:Gate 栅极, B:Base 衬底,在P型衬底扩散上2个N 区,P型表面加 SiO2绝缘层,在N 区加铝线引出电极。
b.增强型PMOS管
在N型衬底上扩散上2个P 区,P型表面加SiO2绝缘 层,在二个P 区加铝线引出电极。PMOS与NMOS管的 工作原理完全相同,只是电流和电压方向不同。
图a
图.实物
IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。 它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。 特点:击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT 作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。
图b
2、无触点开关 可控硅的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路, 实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等。 4、特点 “一触即发”,但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压, 晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸 管导通,却不能使它关断。那么,用什么方法才能使导通的晶闸管 关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源(图3中的开关S) 或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管 阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压 过零时,晶闸管会自行关断。
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2011年01月17日
厦门欣龙捷电子有限公司
几个重要概念介绍
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什么是功率电路? 为负载尽可能提供最大电压和电流的乘 积的电路称为功率电路。 什么是功率器件? 在电子线路中作为功率放大的部件,电流(或电压) 是原先的β倍的大信号,承担大电流大电压的放大作用 的元件或组件。 什么是功率晶体管模块? 由多个功率晶体管及其附属电路构成的 集成器件。
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一、MOS管介绍
3、MOS管的分类
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场效应管的种类很多,按结构可分为两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型 场效应管(IGFET)。结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种。 MOS管又分为“耗尽型 ”和“增强型”两种,而每一种又分为N沟道和P沟道 。MOS可分为HMOS(高密度MOS) 和CMOS(互补MOS),两种合起来又有了CHMOS。用得最多的就是N沟道。
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二、IGBT和模块介绍
1、IGBT与模块是什么?
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IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双 极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点: a.IGBT单管:IGBT,封装较模块小,电流通常在100A以下,常见TO247 等封装,如:SG。 b.IGBT模块:模块化封装就是将多个IGBT集成封装在一起。 2、IGBT与模块的用途? 电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源、无轨电车等。 3、IGBT与MOSFET的对比 MOSEFT全称功率场效应晶体管。它的 三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。 优 点:热稳定性好、安全工作区大。 缺 点: 击穿电压低,工作电流小。
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四、大功率肖特基绍
1、大功率肖特基是什么?
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肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管 (SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形 成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此, SBD也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。 2、大功率肖特基用途
图1.可控硅结构示意图和符号图
图2.可控硅等效图解图
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六、可控硅介绍
3、典型应用
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1、可控整流 普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不 可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管,就可以构成可控整流电路、逆变、电 机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。
图2.可控硅
A:阳极;G:控制极;K:阴极
图2.可控硅开关
图3.双向可控硅
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Thank you!
SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流,在非常高的 频率下(如X波段、C波段、S波段和Ku波段)用于检波和混频,在高速逻辑电路中用作 箝位。
3、大功率肖特基结构
a.大功率肖特基
b.普通肖特基
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五、达林顿管介绍
1、什么是达林顿管?
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达林顿管是达林顿三极管的简称,即复合管,是两颗三极管按照电流流向复合的 接在串接一起组合的。两只管子组合后的电流放大倍数等于两只管子的电流放大倍数 的乘积。达林顿管不仅能做开关使用,也能做放大用。在功率放大器和做稳压电源时, 常常用到达林顿。 2、达林顿管的组成 “达林顿”是指两个三极管在一起的组合方式,这种组合方式有4种,NPN管和NPN 管、PNP管和PNP管、NPN管和PNP管、PNP管和NPN管。
3、典型应用
1、用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路; 2、驱动(高灵敏度)小型继电器; 3、驱动LED智能显示屏。 4、特点 优点:放大倍数高、驱动电流甚小等; 缺点:输出压降较大、容易受干扰等。
图1.常见双管组合
图2.常见封装
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六、可控硅介绍
1、什么是可控硅?
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晶闸管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。可控硅,是可控硅 整流元件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶 闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一, 广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无 触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、 照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业 控制等都大量使用了可控硅器件。 2、可控硅的结构
4.MOS的用途
a.MOS的功能和三极管差不多主要是放大电路; b.电子开关电路中; c.开关电源和马达驱动; d.照明调光。
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一、MOS管介绍
5.MOS的参数
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Pin Description
1.开启电压VT · 开启电压(又称阈值电压):使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压; · 标准的N沟道MOS管,VT约为3~6V; · 通过工艺上的改进,可以使MOS管的VT值降到2~3V。 2. 直流输入电阻RGS · 即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比; · 这一特性有时以流过栅极的栅流表示。 3. 漏源击穿电压BVDS · GS=0(增强型)的条件下 ,在增加漏源电压过程中使ID 开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS 在V ·D 剧增的原因有下列两个方面: I (1)漏极附近耗尽层的雪崩击穿; (2)漏源极间的穿通击穿; · 有些MOS管中,其沟道长度较短,不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区,使沟道长度为零,即产生漏源间的穿通,穿通后源区 中的多数载流子,将直接受耗尽层电场的吸引,到达漏区,产生大的ID。 4. 栅源击穿电压BVGS · 在增加栅源电压过程中,使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS,称为栅源击穿电压BVGS。 5. 低频跨导gm · DS为某一固定数值的条件下 ,漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导; 在V · m 反映了栅源电压对漏极电流的控制能力; g · 是表征MOS管放大能力的一个重要参数; · 一般在十分之几至几mA/V的范围内。 6. 导通电阻RON (又称RDS(ON)) · 导通电阻RON 说明了VDS对ID 的影响 ,是漏极特性某一点切线的斜率的倒数; · 在饱和区,ID 几乎不随VDS改变,RON 的数值很大 ,一般在几十千欧到几百千欧之间; · 由于在数字电路中 ,MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下,所以这时的导通电阻RON 可用原点的RON 来近似; · 对一般的MOS管而言,RON 的数值在几百欧以内。 7. 极间电容 · 三个电极之间都存在着极间电容:栅源电容CGS 、栅漏电容CGD 和漏源电容CDS。 · GS和CGD 约为1~3pF; C · DS约在0.1~1pF之间。 C
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