晶闸管和IGBT有什么区别

2024年3月10日发(作者：奇瑞qq3新车多少钱)

晶闸管和IGBT有什么区别？

功率晶闸管（SCR）在过去相当一段时间里，几乎是能够承受高电压和大电流的唯一

半导体器件。因此，针对SCR的不足，人们又研制开发出了门极关断晶闸管（GTO）。用

GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果，但其关断控制较易失败，仍较复杂，工

作频率也不够高。几乎与此同时，电力晶体管（GTR）迅速发展了起来。

绝缘栅双极晶体管IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物。其主体部分与晶体管相同，

也有集电极和发射极，但驱动部分却和场效应晶体管相同，是绝缘栅结构。IGBT的工作特

点是，控制部分与场效应晶体管相同，控制信号为电压信号 UGE，输人阻抗很高，栅极电

流I G≈0，故驱动功率很小。而其主电路部分则与GTR相同，工作电流为集电极电流，工

作频率可达20kHz。由IGBT作为逆变器件的变频器载波频率一般都在10kHz以上，故电

动机的电流波形比较平滑，基本无电磁噪声。

虽然硅双极型及场控型功率器件的研究已趋成熟，但是它们的性能仍待提高和改善，

而1996年出现的集成门极换流晶闸管（IGCT）有迅速取代 GTO的趋势。

集成门极换流晶闸管（IGCT）是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT集成于一个

整体形成的器件。门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件，它

不仅与GTO有相同的高阻断能力和低通态压降，而且有与IGBT相同的开关性能，兼有

GTO和IGBT之所长，是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。IGCT芯片在不串不并的情

况下，二电平逆变器容量0.5～3MVA，三电平逆变器1～6MVA；若反向二极管分离，不

与IGCT集成在一起，二电平逆变器容量可扩至4. 5MVA，三电平扩至9MVA。目前IGCT

已经商品化，ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为 4.5kV／4kA，最高研制水平

为6kV/4kA[1]。1998 年，日本三菱公司也开发了直径为88mm的6kV/4kA的GCT晶

闸管。

随着电力电子器件的发展。特别是VDMOS管(垂直沟道MOS管，也可称功率场效应

管)和IGBT(隔离栅双极晶体管)的发展和成熟，使得采用开关式发生器成为可能，实际上开

关型发生器的发展是开关电源的成果之一，下面着重讨论晶体管开关型发生器．

开关型发生器的原理是通过调节开关管的占空比(或导道与截止时间)采控制输出的功

率。由于晶体管在截止和饱和导通时的功耗很小，因此这种开关型发生器的特点是：

(1)功耗低，效率高：开关管在开关瞬时的功耗较大，但时间很短，在截止或导道时的

功耗很小．时间较长，因此总的功耗较小，而且基本恒定．最高效率可以达到90％以上．

{2)体积小．重量轻：由于效率高，功耗低．使得散热要求较低，而且各个开关管可以

推动的功率较大，加上直流电源直接变换使用，不需电源变压器降压，因此它的体积较小，

重量轻，单位功率所占的体积和重量值较小．

(3)可靠性好．与微处理器等配合较容易，电子器件在工作时的温升较低，工作就可靠，

加上全数字(开关)输出，可用微处理器直接控制．

3 4三种类型发生器主要性能特点(见表1)

4．开关型发生器发展的几个过程

开关型发生器的发展其实与开关型电源的发展息息相关，而开关型电源发展又与电力

电子开关器件的发展紧密相连，电力电子开关器件的发展过程如下(见表2)：