電力晶體管分類

? ? ? ?目前常用的電力晶體管的單管、達林頓管和模塊這3種類型。

1、 單管電力晶體管

NPN三重擴散臺面型結構是單管電力晶體管的典型結構，這種結構可靠性高，能改善器件的二次擊穿特性，易于提高耐壓能力，并易于散出內部熱量。

2、 達林頓電力晶體管

達林頓結構的電力晶體管是由2個或多個晶體管復合而成，可以是PNP型也可以是NPN型，其性質取決于驅動管，它與普通復合三極管相似。達林頓結構的電力晶體管電流放大倍數很大，可以達到幾十至幾千倍。雖然達林頓結構大大提高了電流放大倍數，但其飽和管壓降卻增加了，增大了導通損耗，同時降低了管子的工作速度。

3、 電力晶體管模塊

目前作為大功率的開關應用還是電力晶體管模塊，它是將電力晶體管管芯及為了改善性能的1個元件組裝成1個單元，然后根據不同的用途將幾個單元電路構成模塊，集成在同一硅片上。這樣，大大提高了器件的集成度、工作的可靠性和性能/價格比，同時也實現了小型輕量化。目前生產的電力晶體管模塊，可將多達6個相互絕緣的單元電路制在同一個模塊內，便于組成三相橋電路。

電力晶體管圖形符號

電力晶體管通常用GTR表示，GTR是巨型晶體管Giant Transis tor的縮寫。電力晶體管的電流是由電子和空穴兩種載流子運動而形成的，故又稱為雙極型電力晶體管。

在各種自關斷器件中，電力晶體管的應用最為廣泛。在數百千瓦以下的低壓電力電子裝置中，使用最多的就是電力晶體管。

電力晶體管的結構和工作原理都和小功率晶體管非常類似。電力晶體管是由三層硅半導體、兩個PN結構成的。它和小功率晶體管一樣，也有PNP和NPN兩種結構。因為在同樣結構參數和物理參數的條件下，NPN晶體管比PNP晶體管性能優越得多，所以高壓大功率電力晶體管多用NPN結構，本節主要研究這種結構的器件。

圖1-a是NPN型電力晶體管的結構圖，圖1-b是其電氣圖形符號。大多數電力晶體管是用三重擴散法制作的，或者是在集電區高摻雜的N+硅襯底上用外延生長法生長一層N漂移層，然后在上面擴散P基區，接著擴散高摻雜的N+發射區。基極和發射極在一個平面上制成叉指式，以減少電流集中，提高器件的通流能力。

圖1 電力晶體管的結構及電氣圖形符號晶體管電路有共發射極、共基極、共集電極三種接法。電力晶體管常用共發射極接法。圖2給出了共發射極接法時電力晶體管內部主要載流子流動情況示意圖。圖中，1為從基極注入的越過正向偏置發射結的空穴，2為與電子復合的空穴，3為因熱騷動產生的載流子構成的集電結漏電流，4為越過集電結形成集電極電流的電子，5為發射極電子流在基極中因復合而失去的電子。

圖2 電力晶體管內載流子的流動