双向晶闸管

双向晶闸管

N-P-N-P-N五层半导体材料制成
双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的,对外也引出三个电极。双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联,但只有一个控制极。双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的,它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管,而且仅需一个触发电路,是目前比较理想的交流开关器件。双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家用电器等领域,实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能,它还被用于固态继电器(SSR)和固态接触器电路中。
    中文名:双向晶闸管 外文名: 别名: 基本信息:双向晶闸管的伏安特性曲 检查方法:双向晶闸管作电子开关使用

工作原理

可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图所示。

当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。

因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic2。此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱和导通。由于BG1和BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅是不可关断的。

发展

双向晶闸管的发展现状在我国精管行业发展很快。国内分立器件厂商的主要产品以硅基二极管、三极管和晶闸管为主,国际功率半导体器件的主流主品功率MOS器件只是近年来才有所涉及,且主要为平面栅结构的VDMOS器件,IGBT还处于研发阶段。宽禁带半导体器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)为主,尚未有针对市场应用的宽禁带半导体产品器件的产品研发。

产品分类

一、普通二极管、三极管国内的自给率已经很高,但是在高档的功率二极管,大部分还依赖进口,国内的产品性能还有不小的差距。

二、ABB晶闸管类器件产业成熟,种类齐全,普通晶闸管、快速晶闸管、超大功率晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、高频晶闸管都能生产。中国南车集团当前可以生产6英寸、4000A、8500V超大功率晶闸管,居世界领先水平,已经在我国的机车上大量使用,为我国的铁路现代化建设做出了贡献。

三、在功率管领域,逐步有国内的企业技术水平上升到MOS工艺,MOSFET的产业有一定规模,进入21世纪后,这类器件的产品已批量进入市场,几十安培、200V的器件在民用产品上获得了广泛应用,进口替代已然开始。

四、IGBT、FRD(快恢复二极管)已经有所突破,FRD初见规模。IGBT从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。IGBT产品进入中试阶段,

五、在电源管理领域,2008年前十名都见不到国内的企业。

产业链

一、设计:国内IGBT还处于研制阶段,还没有商品化的IGBT投入市场,我国IGBT芯片的产业化道路比较漫长。目前国内的民营和海归人士设立的公司已经研发出了低端的IGBT产品,如常州宏微、嘉兴斯达。南车集团就不说了。

二、制造:IGBT对于技术要求较高,国内企业还没有从事IGBT生产。考虑到IP保护以及技术因素的限制,外资IDM厂商也没有在国内进行IGBT晶圆制造和封装的代工。华虹NEC和成芯的8寸线、华润上华和深圳方正的6寸线均可提供功率器件的代工服务。

三、封装:我国只有少数企业从事中小功率IGBT的封装,而且尚未形成规模化生产,在IGBT芯片的产业化以及大功率IGBT封装领域的技术更是一片空白。

变化

一、BCD工艺已从无到有,从低压向高压发展,从硅基向SOI基发展。

二、从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。

分类

电流

200到800A

电压

100到2000V

尺寸

一:平板式

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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