IGCT大功率器件Word版

1、集成門極換流晶閘管（IGCT）1. 電力電子器件發(fā)展電力電子技術(shù)包括功率半導(dǎo)體器件與IC技術(shù)、功率變換技術(shù)及控制技術(shù)等幾個(gè)方面，其中電力電子器件是電力電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的“機(jī)車?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)無論對(duì)改造傳統(tǒng)-t-業(yè)(電力機(jī)械、礦冶、交通、化工、輕紡等)，還是對(duì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(航天、激光、通信、機(jī)器人等)都至關(guān)重要，它已迅速發(fā)展成為一門獨(dú)立學(xué)科領(lǐng)域。它的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門，毫無疑問，它將成為21世紀(jì)重要關(guān)鍵技術(shù)之一。電力電子器件是現(xiàn)代電力電子設(shè)備的核心。它們以開關(guān)陣列的形式應(yīng)用于電力變流器中，把相同頻率或者不同頻率的電能進(jìn)行交流直流(整流器)，直流一直

2、流(斬波器)，直流一交流(逆變器)和交流一交流(變頻器)變換。這種開關(guān)模式的電力電子變換在與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)中有著重要的應(yīng)用。首先，在節(jié)能和環(huán)保方面，電力電子變換在能源能量轉(zhuǎn)換和能量輸配過程中具有很高的效率，如果用很好的電力電子技術(shù)去轉(zhuǎn)換，人類至少可節(jié)省約13的能源，而未來電力能源中的80要經(jīng)過電力電子設(shè)備的轉(zhuǎn)換。其次，在信息和通信技術(shù)中，通過開關(guān)模式的電力電子變化可以為計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備提供穩(wěn)定的可靠的電源。此外，在交通運(yùn)輸中，電動(dòng)汽車和電力機(jī)車的都和電力電子變換密切相關(guān)?！耙淮骷Q定一代電力電子技術(shù)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)基本上是隨著電力電子器件的發(fā)展而發(fā)展起來的。從1958年

3、美國通用電氣公司研制出世界上第一個(gè)工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)的變流機(jī)組和靜止的離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時(shí)代，這標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。80年代末期和90年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，標(biāo)志著傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。以功率器件為核心的現(xiàn)代電力電子裝置，在整臺(tái)裝置中通常不超過總價(jià)值的20'-'-30，但是，它對(duì)提高裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)性能，卻起著十分重要的作用。因此對(duì)電力電子器件進(jìn)行深入的研究和應(yīng)用是非常重要的?，F(xiàn)代電力電子器件仍然在向大功率、易驅(qū)動(dòng)和

4、高頻化方向發(fā)展。另外，電力電子模塊化是電力電子向高功率密度發(fā)展的重要的一步。本文中提到的IGCT就是一種用于中大型電力電子設(shè)備中的新型大功率電力電子器件。它的應(yīng)用使變流裝置在功率、可靠性、開關(guān)速度、效率、成本、重量和體積等方面都取得了巨大進(jìn)展，給電力電子成套裝置帶來了新的飛躍.1.1 整流管整流管是電力電子器件中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的一種器件。目前主要有普通整流管、快恢復(fù)整流管和肖特基整流管三種類型。電力整流管在改善各種電力電子電路的性能、降低電路損耗和提高電源使用效率等方面發(fā)揮著非常重要的作用。目前，人們已通過新穎結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和大規(guī)模集成電路制作工藝的運(yùn)用，研制出集PIN整流管和肖特基整流管

5、的優(yōu)點(diǎn)于一體的具有MPS、SPEED和SSD等結(jié)構(gòu)的新型高壓快恢復(fù)整流管。它們的通態(tài)壓降為IV左右，反向恢復(fù)時(shí)間為PIN整流管的1/2，反向恢復(fù)峰值電流為PIN整流管的1/3。1.2 晶閘管自1957年美國通用電氣公司GE研制出第一個(gè)晶閘管開始，其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和工藝的改革，為新器件開發(fā)研制奠定了基礎(chǔ)，其后派生出各種系列產(chǎn)品。1964年，GE公司成功開發(fā)雙向晶閘管，將其應(yīng)用于調(diào)光和馬達(dá)控制；1965年，小功率光觸發(fā)晶閘管問世，為其后出現(xiàn)的光耦合器打下了基礎(chǔ)；60年代后期，出現(xiàn)了大功率逆變晶閘管，成為當(dāng)時(shí)逆變電路的基本元件；逆導(dǎo)晶閘管和非對(duì)稱晶閘管于1974年研制完成。晶閘管只能由門極控制導(dǎo)通，導(dǎo)通

6、后門極便失去控制作用，因此稱之為半控型器件，普通晶閘管(Thysister)是目前阻斷電壓最高、流過電流最大、承受、能力最強(qiáng)的電力電子器件，現(xiàn)在已能生產(chǎn)8kV/4kA和6kV/6kA的晶閘管。但由于PN結(jié)的載流子積蓄效應(yīng)，開關(guān)頻率只能在500Hz以下。1.3 門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）GTO可達(dá)到晶閘管相同水平的電壓、電流等級(jí)，工作頻率也可擴(kuò)展到1kHz。1964年，美國第一次試制成功了0.5kV/10A的GTO。自70年代中期開始，GTO的研制取得突破，相繼出世了1300V/600A、25OOV/I000A、4500V/2400A的產(chǎn)品，目前已達(dá)到9kV/25kA/0.8kHz及6 kV/6

7、kA/1kHz的水平。GTO包括對(duì)稱、非對(duì)稱和逆導(dǎo)三種類型。非對(duì)稱GTO相對(duì)于對(duì)稱GTO，具有通態(tài)壓降小、抗浪涌電流能力強(qiáng)、易于提高耐壓能力(3000v以上)的特點(diǎn)。逆導(dǎo)型GTO，由于是在同一芯片上將GTO與整流二極管反并聯(lián)制成的集成器件，因此不能承受反向電壓，主要用于中等容量的牽引驅(qū)動(dòng)中。在當(dāng)前各種自關(guān)斷器件中，GTO容量最大，工作頻率最低， 通態(tài)壓降大、及耐量低，需要龐大的吸收電路。但其在大功率電力牽引驅(qū)動(dòng)中有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此它在中高壓領(lǐng)域中必將占有一席之地。1.4 大功率晶體管(GTR)GTR是一種電流控制的雙極雙結(jié)電力電子器件，20世紀(jì)70年代中期，雙極性晶體管(BJT)擴(kuò)展到高功率領(lǐng)

8、域，產(chǎn)生大功率晶體管(GTR)，它由基極(B)電流的正、負(fù)控制集電極(C)和發(fā)射極(E)的通、斷，也屬全控型器件。由于能承受上千伏電壓，具有大的電流密度和低的通態(tài)壓降，曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)，在20世紀(jì)七八十年代成為逆交器、變頻器等電力電子裝置的主導(dǎo)功率開關(guān)器件，開關(guān)頻率可達(dá)5kHz。但是GTR存在許多不足:對(duì)驅(qū)動(dòng)電流波形有一定要求，驅(qū)動(dòng)電路較復(fù)雜；存在局部熱點(diǎn)引起的二次擊穿現(xiàn)象，安全工作區(qū)(SOA)??；通態(tài)損耗和關(guān)斷時(shí)存儲(chǔ)時(shí)間()存在矛盾，要前者小必須工作于深飽和，而如深飽和，便長，既影響開關(guān)頻率，又增加關(guān)斷損耗大;承受及能力低;單管電流放大倍數(shù)小，為增加放大倍數(shù)，聯(lián)成達(dá)林頓電路又使管壓降增加等等，而

9、為改善性能(抑制及，改變感性負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載線使在SOA內(nèi)，減小動(dòng)態(tài)損耗)，運(yùn)用時(shí)必須加緩沖電路。目前的器件水平約為：1800V/800，2kHz；1400V/600，2kHz；600V/3，100kHz。1.5 功率MOSFET功率MOSFET是一種電壓控制型單極晶體管，它是通過柵極電壓來控制漏極電流的，因而它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)功率??；僅由多數(shù)載流子導(dǎo)電，無少子存儲(chǔ)效應(yīng)，高頻特性好，工作頻率高達(dá)100kHz以上，為所有電力電子器件中頻率之最，因而最適合應(yīng)用于開關(guān)電源、高頻感應(yīng)加熱等高頻場(chǎng)合；沒有二次擊穿問題，安全工作區(qū)廣，耐破壞性強(qiáng)。功率MOSFET的缺點(diǎn)是電流容量小、耐壓低

10、、通態(tài)壓降大，不適宜運(yùn)用于大功率裝置。順便強(qiáng)調(diào)一下，由于MOSFET管內(nèi)阻與電壓成比例，它在要求低壓(331V)電源的電腦和通信等領(lǐng)域則可大顯身手，目前MOSFET的導(dǎo)通電阻可減小至610，主要用于高頻開關(guān)電源的同步電流。 1.6 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)20世紀(jì)80年代絕緣柵雙極晶體管是一種復(fù)合型器件，綜合了少子器件(G T O、G T R)和多子器件(MOSFET)各自的優(yōu)良特性，既有輸入阻抗高，開關(guān)速度快，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，又有輸出電流密度大，通態(tài)壓降下，電壓耐量高的長處。IGBT可視為雙極型大功率晶體管與功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的復(fù)合。通過施加正向門極電壓形成溝道、提供晶體管基極電流使I

11、GBT導(dǎo)通；反之，若提供反向門極電壓則可消除溝道、使IGBT因流過反向門極電流而關(guān)斷。IGBT集GTR通態(tài)壓降小、載流密度大、耐壓高和功率MOSFET驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)于一身，因此備受人們青睞。它的研制成功為提高電力電子裝置的性能，特別是為逆變器的小型化、高效化、低噪化提供了有利條件。比較而言，IGBT的開關(guān)速度低于功率MOSFET，卻明顯高于GTR；IGBT的通態(tài)壓降同GTR相近，但比功率MOSFET低得多；IGBT的電流、電壓等級(jí)與GTR接近，而比功率MOSFET高。由于IGBT具有上述特點(diǎn)，在中等功率容量(600V以上)的UPS、開關(guān)電源及交流電機(jī)控制用

12、PWM逆變器中，IGBT已逐步替代GTR成為核心元件。IGBT早已做到1800V/800，10kHz;1200V/600，20kHz的商品化，600V/100的硬開關(guān)工作頻率可達(dá)150kHz。高壓IGBT已有3300V/1200和4500V/900的器件。由于IGBT的綜合優(yōu)良性能，事實(shí)上已取代了GTR，現(xiàn)在成為中、小功率逆變器、變頻器等成為了電力電子裝置的主流器件。目前，已經(jīng)研制出的高功率溝槽柵結(jié)構(gòu)IGBT(Trench IGBT)模塊是高耐壓大電流IGBT通常采用的結(jié)構(gòu)，它避免了大電流IGBT模塊內(nèi)部大量的電極引線，提高了可靠性和減少了引線電感.其缺點(diǎn)是芯片面積利用率下降.所以這種平板結(jié)構(gòu)

13、的高壓大電流IGBT模塊將在高壓、大功率變流器中獲得廣泛應(yīng)用。 1.7集成門極換流晶閘管（IGCT） 集成門極換流晶閘管 IGCT（Integrated Gate Commutated Thyristor）是 1996 年問世的一 種新型半導(dǎo)體開關(guān)器件。該器件是將門極驅(qū)動(dòng)電路與門極換流晶閘管 GCT 集成于一個(gè)整體 形成的。門極換流晶閘管 GCT 是基于 GTO 結(jié)構(gòu)的一種新型電力半導(dǎo)體器件，它不僅有與 GTO 相同的高阻斷能力和低通態(tài)壓降， 而且有與 IGBT 相同的開關(guān)性能， 即它是 GTO 和 IGBT 相互取長補(bǔ)短的結(jié)果，是一種較理想的兆瓦級(jí)、中壓開關(guān)器件，非常適合用于 6kV 和 1

14、0kV 的中壓開關(guān)電路。IGCT 芯片在不串不并的情況下，二電平逆變器容量 0.5M3MVA，三電 平逆變器 1M6MVA。若反向二極管分離，不與 IGCT 集成在一起，二電平逆變器容量可 擴(kuò)至 4.5MVA，三電平擴(kuò)至 9MVA，現(xiàn)在已有這類器件構(gòu)成的變頻器系列產(chǎn)品。目前，IGCT 已經(jīng)商品化，ABB 公司制造的 IGCT 產(chǎn)品的最高性能參數(shù)為 4.5kV4kA，最高研制水平為 6kV4kA。1998 年，日本三菱公司開發(fā)了直徑為 88mm 的 6kV4kA 的 GCT 晶閘管。2. IGCT 的結(jié)構(gòu)與工作原理 門極換流晶閘管 GCT 的結(jié)構(gòu)，GCT 內(nèi)部由成千個(gè) GCT 組成，陽極和門極共

15、用，而陰 極并聯(lián)在一起。與 GTO 的重要差別是 GCT 陽極內(nèi)側(cè)多了緩沖層，以透明（可穿透）陽極代 替 GTO 的短路陽極。其導(dǎo)通機(jī)理與 GTO 一樣，但關(guān)斷機(jī)理與 GTO 完全不同。在 GCT 的 關(guān)斷過程中，GCT 能瞬間從導(dǎo)通轉(zhuǎn)到阻斷狀態(tài)，變成一個(gè) PNP 晶體管以后再關(guān)斷，所以， 它無外加 dudt 限制； GTO 必須經(jīng)過一個(gè)既非導(dǎo)通又非關(guān)斷的中間不穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 而 即"GTO 區(qū)"，所以 GTO 需要很大的吸收電路來抑制重加電壓的變化率 dudt。阻斷狀態(tài)下 GCT 的等效電路可認(rèn)為是一個(gè)基極開路、低增益 PNP 晶體管與門極電源的串聯(lián)。 GCT 無中間

16、區(qū)、無緩沖關(guān)斷的機(jī)理在于，強(qiáng)關(guān)斷時(shí)可使它的陰極注入瞬時(shí)停止，不參 與以后過程。改變器件在雙極晶體管模式下關(guān)斷，前提是在 P 基 N 發(fā)射結(jié)外施加很高負(fù)電 壓，使陽極電流很快由陰極轉(zhuǎn)移（或換向）至門極（門極換向晶閘管即由此得名） ，不活躍 的 NPN 管一停止注入，PNP 管即因無基極電流容易關(guān)斷。GCT 成為 PNP 管早于它承受全 阻斷電壓的時(shí)間，而 GTO 卻是赟 CR 轉(zhuǎn)態(tài)下承受全阻斷電壓的，所以 GCT 可像 IGBT 無緩 沖運(yùn)行，無二次擊穿，拖尾電流雖大但時(shí)間很短。 3.IGCT 的關(guān)鍵技術(shù) （1）緩沖層 在傳統(tǒng) GTO、二極管及 IGBT 等器件中，采用緩沖層形成穿通型（PT）

17、結(jié)構(gòu)，與非穿通型（NPT）結(jié)構(gòu)相比，它在相同的阻斷電壓下可使器件的厚度降低約 30%。 同理，在 GCT 中采用緩沖層，即用較薄的硅片可達(dá)到相同的阻斷電壓，因而提高了器件的 效率，降低了通態(tài)壓降和開關(guān)損耗，可得到較好的 VT-Eoff。同時(shí)，采用緩沖層還使單片 GCT 與二極管的組合成為可能。 （2）透明陽極 為了實(shí)現(xiàn)低的關(guān)斷損耗，需要對(duì)陽極晶體管的增益加以限制，因而要求 陽極的厚度要薄，濃度要低。透明陽極是一個(gè)很薄的 PN 結(jié)，其發(fā)射效率與電流有關(guān)。因?yàn)?電子穿透該陽極時(shí)就像陽極被短路一樣，因此稱為透明陽極。傳統(tǒng)的 GTO 采用陽極短路結(jié)構(gòu)來達(dá)到相同目的。采用透明陽極來代替陽極短路，可使 G

18、CT 的觸發(fā)電流比傳統(tǒng)無緩沖層 的 GTO 降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。GCT 的結(jié)構(gòu)與 IGBT 相比，因不含 MOS 結(jié)構(gòu)而從根本上得以簡(jiǎn) 化。 （3） 逆導(dǎo)技術(shù) GCT 大多制成逆導(dǎo)型， 它可與優(yōu)化續(xù)流二極管 FWD 單片集成在同一芯 片上。由于二極管和 GCT 享有同一個(gè)阻斷結(jié)，GCT 的 P 基區(qū)與二極管的陽極相連，這樣在 GCT 門極和二極管陽極間形成電阻性通道。逆導(dǎo) GCT 與二極管隔離區(qū)中因?yàn)橛?PNP 結(jié)構(gòu)， 其中總有一個(gè) PN 結(jié)反偏，從而阻斷了 GCT 與二極管陽極間的電流流通。 （4）極驅(qū)動(dòng)技術(shù) IGCT 觸發(fā)功率小，可以把觸發(fā)及狀態(tài)監(jiān)視電路和 IGCT 管芯做成一 個(gè)整體，通過兩

19、根光纖輸入觸發(fā)信號(hào)，輸出工作狀態(tài)信號(hào)。在圖 1（A）中，GCT 與門極驅(qū) 動(dòng)器相距很近（間距 15cm） ，該門極驅(qū)動(dòng)器可以容易地裝人不同的裝置中，因此可認(rèn)為該結(jié) 構(gòu)是一種通用形式。為了使 IGCT 的結(jié)構(gòu)更加緊湊和堅(jiān)固，用門極驅(qū)動(dòng)電路包圍 GCT，并 與 GCT 和冷卻裝置形成一個(gè)自然整體， 稱為環(huán)繞型 IGCT， 如圖 1 （B） 所示， 其中包括 GCT 門極驅(qū)動(dòng)電路所需的全部元件。 這兩種形式都可使門極電路的電感進(jìn)一步減小， 并降低了門 極驅(qū)動(dòng)電路的元件數(shù)、熱耗散、電應(yīng)力和內(nèi)部熱應(yīng)力，從而明顯降低了門極驅(qū)動(dòng)電路的成本 和失效率。所以說，IGCT 在實(shí)現(xiàn)最低成本和功耗的前提下有最佳的性能

20、。另外，IGCT 開 關(guān)過程一致性好，可以方便地實(shí)現(xiàn)串、并聯(lián)，進(jìn)一步擴(kuò)大功率范圍。 總之，在采用緩沖層、透明陽極、逆導(dǎo)技術(shù)和門極驅(qū)動(dòng)技術(shù)后，IGCT 從 GTO 中脫穎 而出，在所有中高壓領(lǐng)域及功率為 0.5M100MVA 的應(yīng)用中代替了 GTO。 4. IGCT 應(yīng)用 帶有標(biāo)準(zhǔn)配置門極單元的 IGCT 廣泛應(yīng)用于電壓源型逆變器、 電流源型逆變器、 斬波器、 靜態(tài)斷路器和許多其它拓?fù)潆娐贰?與標(biāo)準(zhǔn) GTO 相比，IGCT 的最顯著特點(diǎn)是存儲(chǔ)時(shí)間短，因此器件之間關(guān)斷時(shí)間的差異 很小，可方便地將 IGCT 進(jìn)行串并聯(lián)，適合應(yīng)用于大功率的范圍。ABB 公司已將 IGCT 用于 100MVA 的鐵路交

21、叉拉桿設(shè)備上， 實(shí)現(xiàn)三相 50Hz 和單相 16Hz 之間的變頻。 16Hz 的輸出 在 端，共有 12 支 H 型橋路，每個(gè) H 型橋路包括 4×6 串聯(lián)聯(lián)結(jié)的 IGCT 模塊。6 只 IGCT 中， 有 1 只為冗余設(shè)計(jì)，因?yàn)榇嬖谌哂?，保證了變頻器的可靠性。設(shè)備的額定相輸出電流為 1430A，由于 IGCT 采用無緩沖設(shè)計(jì)，且與二極管集成制造，因此系統(tǒng)所使用的元器件數(shù)與 傳統(tǒng)的 GTO 相比減少一半以上，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單、可靠。據(jù) ABB 報(bào)道2，此設(shè)備一年多來 一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常，IGCT 器件總的安全無故障時(shí)間已達(dá) 1.8×106h。 IGCT 應(yīng)用的另一實(shí)例是將它用于換能器

22、。因不須采用抑制 dV/dt 的緩沖電路，且門極 驅(qū)動(dòng)為集成驅(qū)動(dòng)，所以換能器體積明顯減小。另外由于 IGCT 具有低通態(tài)損耗，極小的開通 和關(guān)斷損耗，并聯(lián)二極管優(yōu)化設(shè)計(jì)，使換能器的工作效率極高，其冷卻方式可用水冷。如功 率為 3MVA 的換能器，其直流鏈路電壓為 2800V，相電流額定值為 1000A，開關(guān)頻率可達(dá) 200Hz，其全功率效率高達(dá) 99.65，而其體積只有 0.152m3。 IGCT 是 ABB 研究的成果，是一種理想的大功率開關(guān)器件，ABB 稱 IGCT 的問世是電 力半導(dǎo)體器件的重大突破和飛躍， 是電力半導(dǎo)體器件發(fā)展的里程碑， 并宣稱現(xiàn)已為全美提供 了 IGCT 的系列產(chǎn)品。

23、 IGCT 的這些優(yōu)良特性， 使它在剛誕生不久就在中大功率裝置中得到了應(yīng)用3。 據(jù)報(bào)導(dǎo)， 它可用于 2.3kV、3.3kV、4.16kV、6.9kV 的電壓、0.5100MVA 的功率范圍，具體用途是 調(diào)速驅(qū)動(dòng)、高動(dòng)態(tài)軋鋼驅(qū)動(dòng)和大功率直流輸電等方面。其裝置成本低，體積小，效率高，可 靠性高。 IGBT 同 IGCT 相比，因其觸發(fā)為電壓型，驅(qū)動(dòng)電路十分簡(jiǎn)單，受到用戶的歡迎，發(fā)達(dá) 國家均以巨資開發(fā)和生產(chǎn)這種器件。目前，IGBT 的容量達(dá) 1200A、3300V，預(yù)計(jì)今后幾年 內(nèi)其容量將有大的突破。筆者認(rèn)為，由于每種器件的性能差異，使它們?cè)诓煌墓β屎皖l率的應(yīng)用中具有自己獨(dú)特的領(lǐng)域，如西門子的 S

24、IMOVERT 的 MD、MV、ML、D4 種變頻器因 功率和頻率不同，分別選用的器件是 IGBT、GTO 和 SCR。 IGCT 變頻器 低壓 IGBT 和高壓 IGBT 在高電壓變頻器中都采用。IGBT 具有快速的開關(guān)性能，但在 高壓變頻中其導(dǎo)電損耗大，而且需要許多 IGBT 復(fù)雜地串聯(lián)在一起。對(duì)低壓 IGBT 來講，高 壓 IGBT 串聯(lián)的數(shù)量相對(duì)要少一些，但導(dǎo)電損耗卻更高。元件總體數(shù)量增加使變頻器可靠性 降低、柜體尺寸增大、成本提高。因此高壓、大電流變頻調(diào)速器在 IGBT 和 GTO 成熟技術(shù) 的基礎(chǔ)上，有了簡(jiǎn)潔的方案-IGC。這個(gè)優(yōu)化的技術(shù)包含了對(duì) GTO 的重新設(shè)計(jì)，使其具有重 要的設(shè)計(jì)突破。新的 IGCT 引進(jìn)了快速、均衡換流和內(nèi)在的低損耗，主要的設(shè)計(jì)性能含有可 靠的陽極設(shè)計(jì)來達(dá)到快速泄流、 低損耗薄型硅晶片使切換快速以及使用大功率半導(dǎo)體的集成 型門驅(qū)動(dòng)器。 由于 IGCT 象 IGBT 那樣具有快速開關(guān)功能，象 GTO 那樣導(dǎo)電損耗低，在高壓、大電 流各種應(yīng)用領(lǐng)域中可靠性更高。 IGCT 裝置中所有元件裝在