电力晶体管分类及图形符号

电力晶体管分类

       目前常用的电力晶体管的单管、达林顿管和模块这3种类型。

1、 单管电力晶体管

NPN三重扩散台面型结构是单管电力晶体管的典型结构，这种结构可靠性高，能改善器件的二次击穿特性，易于提高耐压能力，并易于散出内部热量。

2、 达林顿电力晶体管

达林顿结构的电力晶体管是由2个或多个晶体管复合而成，可以是PNP型也可以是NPN型，其性质取决于驱动管，它与普通复合三极管相似。达林顿结构的电力晶体管电流放大倍数很大，可以达到几十至几千倍。虽然达林顿结构大大提高了电流放大倍数，但其饱和管压降却增加了，增大了导通损耗，同时降低了管子的工作速度。

3、 电力晶体管模块

目前作为大功率的开关应用还是电力晶体管模块，它是将电力晶体管管芯及为了改善性能的1个元件组装成1个单元，然后根据不同的用途将几个单元电路构成模块，集成在同一硅片上。这样，大大提高了器件的集成度、工作的可靠性和性能/价格比，同时也实现了小型轻量化。目前生产的电力晶体管模块，可将多达6个相互绝缘的单元电路制在同一个模块内，便于组成三相桥电路。

电力晶体管图形符号

电力晶体管通常用GTR表示，GTR是巨型晶体管Giant Transis tor的缩写。电力晶体管的电流是由电子和空穴两种载流子运动而形成的，故又称为双极型电力晶体管。

在各种自关断器件中，电力晶体管的应用最为广泛。在数百千瓦以下的低压电力电子装置中，使用最多的就是电力晶体管。

电力晶体管的结构和工作原理都和小功率晶体管非常类似。电力晶体管是由三层硅半导体、两个PN结构成的。它和小功率晶体管一样，也有PNP和NPN两种结构。因为在同样结构参数和物理参数的条件下，NPN晶体管比PNP晶体管性能优越得多，所以高压大功率电力晶体管多用NPN结构，本节主要研究这种结构的器件。

图1-a是NPN型电力晶体管的结构图，图1-b是其电气图形符号。大多数电力晶体管是用三重扩散法制作的，或者是在集电区高掺杂的N+硅衬底上用外延生长法生长一层N漂移层，然后在上面扩散P基区，接着扩散高掺杂的N+发射区。基极和发射极在一个平面上制成叉指式，以减少电流集中，提高器件的通流能力。

图1 电力晶体管的结构及电气图形符号晶体管电路有共发射极、共基极、共集电极三种接法。电力晶体管常用共发射极接法。图2给出了共发射极接法时电力晶体管内部主要载流子流动情况示意图。图中，1为从基极注入的越过正向偏置发射结的空穴，2为与电子复合的空穴，3为因热骚动产生的载流子构成的集电结漏电流，4为越过集电结形成集电极电流的电子，5为发射极电子流在基极中因复合而失去的电子。

图2 电力晶体管内载流子的流动