电力电子入门（一）
目录
（一）学前班知识
（二）PN结与二极管
（三）晶闸管
（四）电力场效应晶体管
（五）绝缘门极双极型晶体管
（六）功率半导体器件的性能对比
（一）学前班知识
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基本原理：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
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四大变换：DC-DC变换、DC-AC变换（逆变）、AC-DC变换（整流）、AC-AC变换
（本专栏后续文章将会对四种变换有详细介绍）
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两大功能：电力电子变换电源、电力电子补偿控制器
（二）PN结与二极管
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N型半导体：在4族元素本征半导体硅中掺入5族元素，形成共价键电子对后，多个电子
P型半导体：在 （空格，你懂？） 3 少个电子（空穴）
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PN结的形成：N型半导体与P型半导体组合，电子与空穴结合（由于扩散运动），形成正、负离 子区域（势垒层/耗尽层），耗尽层产生内电场，内电场迫使电子、空穴往反方向运动（漂移运动），当扩散速度=漂移速度，内电场稳定。
正、反接法：正向接法时，扩散运动增强，反之减弱
利用其单向导电性制成二极管
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二极管额定电流：其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值（为什么是正弦半波？因为二极管早期用在交流电中）
最大允许均方根正向电流：当二极管流过半波正弦电流的平均值为
时，与其发热等效的全周期均方根正向电流
正弦半波电流幅值、额定电流、最大允许均方根电流之间的关系：
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二极管的V-I特性表达：（蓝线表示的特性多用于工程设计，大差不差）
（三）晶闸管
Tip：可以先跳到最后一部分，了解下各类型器件的性能比较，一类器件往往是解决另一类器件的缺陷、获取一类之长补一类之短，像晶闸管结合二极管和三极管的优点、IGBT结合BJT和MOSFET的优点、半控变全控等
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晶体管：发射极和基极电流成一定的比值，所以集电极电流越大，所需基极电流也越大，因此功率不能很大（驱动损耗大），但导通损耗小，全控型器件，开关频率一般，比MOS管低，电力电子电路适用度低
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晶闸管：PNPN结构，门极G、阳极A、阴极K，大功率，半控
等效电路：
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开通电流临界上升率：导通瞬间电流过大会烧坏晶闸管，串电感可解决
断态电压临界上升率：晶闸管两端电压变化过大，导致误导通（晶闸管每层之间有等效电容，并RC电路可解决）
维持电流：导通的稳定电流
擎住电流：导通、无法关断的最小电流（通俗理解）
通态峰值电压降：额定电流时管压降峰值（1.5-2V），因为通过电流大，所以通态峰值电压降会带来较大的开关损耗
（四）电力场效应晶体管
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特点：分N沟道型和P沟道型，栅极G、漏极D（输入）、源极S（输出），压控型器件，导电沟道可等效为导通电阻，可承受双向电流，靠多子导电，不存在少子储存效应，开关频率高
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门极与衬底之间有金属氧化物，理想下无电流，所以无功率损耗，PMOS和NMOS门电路电源极性相反，如NMOS的栅极接正极，吸引电子，使两个N沟道导通，MOS管的电路符号有体现，箭头指向内代表接正极（N型）
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反并联寄生二极管：在一些情况下有好处
（五）绝缘门极双极型晶体管
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BJT：优点：通态压降小，容易提高耐压耐流等级
缺点：流控型器件，开通、关断所需的驱动功率大，开关速度比较慢
P-MOSFET：优点：压控型器件，开通、关断所需的驱动功率小，开关速度快
缺点：通态压降大，难于提高耐压耐流等级
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IGBT：结合上述两者的优点
驱动：与MOSFET基本相同，场控器件，通断由门-射极电压决定
开通与关断：大于开启电压
时，MOSFET内形成导电沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通，
施加反压或者不加信号时，MOSFET内导电沟道消失，晶体管基极电流被切断，IGBT关断
特点：电压型驱动，开通、关断所需的驱动功率小；通态压降小，容易提高耐压耐流等级；双极型（类似阴阳极之分），开关评率处于BJT和MOSFET之间
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擎住效应：由寄生晶体管导致，
上的电压过大（导通下），可使
导通，使IGBT门极失去关断控制作用
产生原因：集电极电流过大，CE间电流变化率过大
：体区电阻
：晶体管基区内的调制电阻
，通过晶体管寄生二极管的电流
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IGBT无反并联寄生二极管，但器件制造厂家会将二极管与IGBT封装在一起，方便用户使用
（六）功率半导体器件的性能对比
五边形分析：
附：我的手写笔记PDF版 （百度网盘提取码：1007）