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静电感应晶体管和静电感应晶闸管

2015-01-13 20:14 [晶闸管控制] 来源于:电路图之家
导读:静电感应晶体管( SIT )和静电感应晶闸管( SITH )是两种结构与原理有许多相似之处的新型高频大功率电力电子器件,是利用静电感应原理控制工作电流的功率开关器件。 SIT 和 SITH 具有功耗低,开关速度高,输入阻抗高,可用栅压控制开关的优点,在感应加热

静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)是两种结构与原理有许多相似之处的新型高频大功率电力电子器件,是利用静电感应原理控制工作电流的功率开关器件。SIT和SITH具有功耗低,开关速度高,输入阻抗高,可用栅压控制开关的优点,在感应加热、超声波加工、广播发射等高频大功率装置以及逆变电源、开关电源、放电设备电源等新型电源的应用中具有很强的优势。

1.静电感应晶体管(SIT)

静电感应晶体管(SIT)是一种结型场效应晶体管,于1970年已开始研制。SIT的结构如图1a)所示。在一块掺杂浓度很高的N型半导体两侧有P型半导体薄层,分别引出漏极D、源极S和栅极G。当G、S之间电压UGS=0时,电源US可以经很宽的N区(有多数载流子电子可导电)流过电流,N区通道的等效电阻不大,SIT处于通态。如果在G、S两端外加负电压,即UGS<0,即图中半导体N接正电压,半导体P接负电压,P1N与P2N这两个PN结都加了反向电压,则会形成两个耗尽层A1和A2(耗尽层中无载流子,不导电),使原来可以导电的N区变窄,等效电阻加大。当G、S之间的反偏电压大到一定的临界值以后,两侧的耗尽层变宽到连在一起时,可使导电的N区消失,则漏极D和源极S之间的等效电阻变为无限大而使SIT转为断态。由于耗尽层是由外加反偏电压形成外静电场而产生的,通过外加电压形成静电场作用控制管子的通、断状态,故称之为静电感应晶体管SIT。SIT在电路中的开关作用类似于一个继电器的常闭触点,G、S两端无外加电压UGS=0时SIT处于通态(闭合)接通电路,有外加电压UGS作用后SIT由通态(闭合)转为断态(断开)。

2.静电感应晶闸管(SITH)

静电感应晶闸管(SITH)又称为场控晶闸管FCT(Field Controlled Thyristor),其通—断控制机理与SIT类似。结构上的差别仅在于SITH是在SIT结构基础上增加了一个PN结,而在内部多形成了一个三极管,两个三极管构成一个晶闸管而成为静电感应晶闸管。

栅极不加电压时,SITH与SIT一样也处于通态,外加栅极负电压时由通态转入断态。由于SITH比SIT多了一个具有少子注入功能的PN结,所以SITH属于两种载流子导电的双极型功率器件。实际使用时,为了使器件可靠地导通,常取5~6V的正栅压而不是零栅压以降低器件通态压降。一般关断SIT和SITH需要几十伏的负栅压。