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功率晶體管是指工作時(shí)允許功率為1W以上的晶體管。
用于使用大電流驅(qū)動(dòng)的電氣設(shè)備。功率晶體管的主要作用是電流放大、開(kāi)關(guān)和交流整流。
由于它們處理大量電流，因此在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，有些產(chǎn)品的外殼采用耐熱金屬或帶有散熱片。功率晶體管有多種類型，代表性的有雙極型功率晶體管、 MOSFET、IGBT等。
功率晶體管的應(yīng)用
功率晶體管用于需要大電流運(yùn)行的電氣設(shè)備中的開(kāi)關(guān)和電流放大等應(yīng)用。典型應(yīng)用包括空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電器、太陽(yáng)能發(fā)電和電動(dòng)汽車(chē)。
根據(jù)應(yīng)用，需要考慮允許的電流、電壓、運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量、尺寸等。如果您使用的是需要高精度操作的產(chǎn)品，在開(kāi)關(guān)和放大流過(guò)電路的電流時(shí)要考慮開(kāi)關(guān)速度等因素。
功率晶體管原理
功率晶體管的工作原理因類型而異，例如雙極晶體管、MOSFET 和 IGBT。
1.雙極晶體管
雙極晶體管是具有N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體接合成三層的結(jié)構(gòu)的晶體管。組成雙極晶體管的半導(dǎo)體具有從每個(gè)半導(dǎo)體引出的端子，稱為“基極"、“發(fā)射極"和“集電極"。
如果在向發(fā)射極和集電極施加電壓的同時(shí)有電流流過(guò)基極，則發(fā)射極和集電極之間將流過(guò)大電流。
2. 場(chǎng)效應(yīng)管
MOSFET是一種結(jié)構(gòu)類似于雙極晶體管的晶體管。端子的名稱為“源極"、“漏極"和“柵極"。
當(dāng)電壓施加到柵極時(shí)，電流在源極和漏極之間流動(dòng)。這些晶體管能夠進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)，用于需要快速控制的產(chǎn)品。
3.IGBT
IGBT是一種結(jié)構(gòu)與上述兩種晶體管類似的晶體管。終端稱為“門(mén)"、“發(fā)射器"和“收集器"。
它具有發(fā)射極和集電極由雙極晶體管制成、柵極由MOSFET制成的結(jié)構(gòu)。這是一類晶體管，具有上述兩種晶體管的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛。
功率晶體管的類型
功率晶體管主要有兩種類型：雙極晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管。請(qǐng)注意，簡(jiǎn)單地說(shuō)晶體管，我們通常指的是雙極晶體管。
1.雙極晶體管
雙極晶體管是電流控制器件。根據(jù)半導(dǎo)體的堆疊方式，有 NPN 和 PNP 類型。一般有3個(gè)端子，2條輸出電流路徑（輸入和輸出），1個(gè)控制輸出電流的輸入。
一般采用共發(fā)射極電路，基極（B）為輸入信號(hào)，集電極（C）為+電源，發(fā)射極（E）接地。雙極型晶體管的直流電流放大系數(shù)用β或hFE表示，范圍為幾十到200。此外，還可以采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的功率晶體管來(lái)增大β（β為數(shù)百至數(shù)千）。
2.場(chǎng)效應(yīng)晶體管
另一方面，場(chǎng)效應(yīng)晶體管是電壓控制器件。它具有N溝道或P溝道結(jié)構(gòu)。
一般有3個(gè)端子，2條輸出電壓路徑（輸入和輸出），1個(gè)輸入控制輸出電壓。一般采用共源電路，輸入信號(hào)接?xùn)艠O（G），+電源接漏極（D），源極（S）接地。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管的直流電壓放大系數(shù)用其跨導(dǎo)（gm）表示。它具有比功率晶體管更好的開(kāi)關(guān)特性，是開(kāi)關(guān)電源中經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)元件。
