雙向晶閘管

雙向晶閘管

N-P-N-P-N五層半導體材料制成
雙向晶閘管是由N-P-N-P-N五層半導體材料制成的,對外也引出三個電極。雙向晶閘管相當于兩個單向晶閘管的反向并聯,但隻有一個控制極。雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎上發展而成的,它不僅能代替兩隻反極性并聯的晶閘管,而且僅需一個觸發電路,是目前比較理想的交流開關器件。雙向晶閘管可廣泛用于工業、交通、家用電器等領域,實現交流調壓、電機調速、交流開關、路燈自動開啟與關閉、溫度控制、台燈調光、舞台調光等多種功能,它還被用于固态繼電器(SSR)和固态接觸器電路中。
    中文名:雙向晶閘管 外文名: 别名: 基本信息:雙向晶閘管的伏安特性曲 檢查方法:雙向晶閘管作電子開關使用

工作原理

可控矽是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN結,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成,其等效圖解如圖所示。

當陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀态。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發信号,BG2便有基流ib2流過,經BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。

因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連,所以ib1=ic2。此時,電流ic2再經BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極,表成正反饋,使ib2不斷增大,如此正向饋循環的結果,兩個管子的電流劇增,可控矽使飽和導通。由于BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控矽導通後,即使控制極G的電流消失了,可控矽仍然能夠維持導通狀态,由于觸發信号隻起觸發作用,沒有關斷功能,所以這種可控矽是不可關斷的。

發展

雙向晶閘管的發展現狀在我國精管行業發展很快。國内分立器件廠商的主要産品以矽基二極管、三極管和晶閘管為主,國際功率半導體器件的主流主品功率MOS器件隻是近年來才有所涉及,且主要為平面栅結構的VDMOS器件,IGBT還處于研發階段。寬禁帶半導體器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)為主,尚未有針對市場應用的寬禁帶半導體産品器件的産品研發。

産品分類

一、普通二極管、三極管國内的自給率已經很高,但是在高檔的功率二極管,大部分還依賴進口,國内的産品性能還有不小的差距。

二、ABB晶閘管類器件産業成熟,種類齊全,普通晶閘管、快速晶閘管、超大功率晶閘管、光控晶閘管、雙向晶閘管、逆導晶閘管、高頻晶閘管都能生産。中國南車集團當前可以生産6英寸、4000A、8500V超大功率晶閘管,居世界領先水平,已經在我國的機車上大量使用,為我國的鐵路現代化建設做出了貢獻。

三、在功率管領域,逐步有國内的企業技術水平上升到MOS工藝,MOSFET的産業有一定規模,進入21世紀後,這類器件的産品已批量進入市場,幾十安培、200V的器件在民用産品上獲得了廣泛應用,進口替代已然開始。

四、IGBT、FRD(快恢複二極管)已經有所突破,FRD初見規模。IGBT從封裝起步向芯片設計制造發展,從PT結構向NPT發展,溝槽工藝正在開發中。IGBT産品進入中試階段,

五、在電源管理領域,2008年前十名都見不到國内的企業。

産業鍊

一、設計:國内IGBT還處于研制階段,還沒有商品化的IGBT投入市場,我國IGBT芯片的産業化道路比較漫長。目前國内的民營和海歸人士設立的公司已經研發出了低端的IGBT産品,如常州宏微、嘉興斯達。南車集團就不說了。

二、制造:IGBT對于技術要求較高,國内企業還沒有從事IGBT生産。考慮到IP保護以及技術因素的限制,外資IDM廠商也沒有在國内進行IGBT晶圓制造和封裝的代工。華虹NEC和成芯的8寸線、華潤上華和深圳方正的6寸線均可提供功率器件的代工服務。

三、封裝:我國隻有少數企業從事中小功率IGBT的封裝,而且尚未形成規模化生産,在IGBT芯片的産業化以及大功率IGBT封裝領域的技術更是一片空白。

變化

一、BCD工藝已從無到有,從低壓向高壓發展,從矽基向SOI基發展。

二、從封裝起步向芯片設計制造發展,從PT結構向NPT發展,溝槽工藝正在開發中。

分類

電流

200到800A

電壓

100到2000V

尺寸

一:平闆式

1:12.5X¤44X¤24

14:26X¤51.5X¤34

27:26X¤75X¤50

2:13.5X¤49X¤28

15:26.5X¤56X¤40

28:20X¤68X¤47

3:13.5X¤56X¤32

16:26.5X¤60X¤45

29:20X¤72X¤51

4:17X¤64X¤37

17:26.5X¤66X¤47

30:14X¤75X¤50

5:17X¤66X¤42

18:26X¤74X¤55

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:17X¤76X¤46.5

19:26X¤74.5X¤60

32:35X¤118X¤84

7:13.8X¤35.5X¤19

20:25X¤88X¤70

33:35X¤150X¤100

8:14.6X¤40X¤25

21:25.5X¤110X¤73

34:26X¤73X¤47

9:16X¤46X¤29

22:14X¤42X¤19

10:16X¤51X¤35

23:20X¤54X¤33

11:16X¤56X¤40

24:14X¤47X¤25

12:25X¤40.5X¤25

25:20X¤60X¤37

13:25X¤46.5X¤30

26:14X¤57X¤33

二:螺栓式

1:45~m6x1.0

14:58~m8x1.25

27:49~m6

2:58~m8x1.25

15:58~m10x1.5

28:173~m10

3:58~m10x1.5

16:194~m10x1.5

29:20X¤72X¤51

4:204~m10x1.5

17:206~m12x1.75

30:14X¤75X¤50

5:226~m12x1.75

18:230~m16x2.0

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:217~m16x2.0

19:210~m12x1.75

32:35X¤118X¤84

7:240~m20x2.5

20:230~m20x2.5

33:35X¤150X¤100

8:215~m12x1.75

21:197~40

34:26X¤73X¤47

9:290~m20x2.5

22:340~m30x2.5

10:270~m24x1.5

23:280~m20x2.5

11:215~m10

24:217~m18

12:339~m30x3.5

25:29~m5

13:42~m6x1.0

26:38~m6

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