半导体功率器件之全控型器件

根据鸿怡电子制作半导体功率器件测试座socket的相关经验来讲，主要分为以下几点：

一).功率晶体管(GTR,巨型晶体管)、双极结型晶体管(BJT)

      1、功率晶体管(Giant Transistor--GTR,巨型晶体管)、双极结型晶体管(BipolarJunction Transistor--BJT)，这两类三极管在半导体功率器件是等效的，在20世纪80年代，在中、小功率范围内取代了晶闸管，但随着MOSFET、IGBT的发展，逐渐被替代。

     2、一种电流控制的双极双结大功率、高反压电力电子器件，具有自关断能力,产生于上个世纪70年代，其额定值已达1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具备晶体管饱和压降低、开关时间短和安全工作区宽等固有特性，又增大了功率容量，因此，由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。GTR的缺点是驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易受二次击穿而损坏。

     3、和普通三极管一样，他有三个极：发射极e （Emitter）、基极b (Base)和集电极c (Collector)。

      4、结构及工作原理

   以图中NPN型的三极管为例，当基极通入正电流Ib时，N P结正偏，基区就会流入大量的电子。同时，该基极电流Ib不仅使发射极电流增大，而且P基区的电子在阻断的基极-集电极结方向上有很高的载流子浓度梯度，这些电子会扩散进入低掺杂的N-层。如果加一个电场，这些电子就会被电场加速流向集电极。即Ib的电流被放大。

二).门极可关断晶闸管(GTO)

   1、GTO（Gate-Turn-Off Thyristor）是门极可关断晶闸管的简称，他是晶闸管的一个衍生器件。但可以通过门极施加负的脉冲电流使其关断，他是全控型器件。

   2、GTO和普通晶闸管一样，是PNPN四层半导体结构，外部也是引出阳极．阴极和门极。但和普通晶闸管不同的是，GTO是一种多元的功率集成器件。虽然外部同样引出三个极，但内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO单元，这些GTO单元的阴极和门极在器件内部并联，他是为了实现门极控制关断而设计的。

 3、具体结构及工作原理见“晶闸管”章节。

三).功率场效应晶体管(MOSFET)

   1、功率MOS场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型，但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高（最高可达到1MHz），热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

  2、结构及工作原理

   截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结反偏，漏源极之间无电流流过。

   导电：在栅源极间加正电压Ugs，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面,当Ugs大于Uth（开启电压或阈值电压）时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结消失，漏极和源极导电。

综上所述，半导体功率器件之全控型器件（除IGBT以外---前一篇讲过）基本就是这些，主要根据鸿怡电子多年不同客户累计的制作半导体功率器件测试座socket经验，仅供参考，欢迎大家一起讨论......

案例1：

Mosfet功率器件需求封装：DFN5*6，DFN6*8，TO252，TO220，TO247的封装测试座socket

注意：一般此类半导体功率器件都需要做功率测试和老化测试！