（3）开关

　　第三部分分成两部分，主体是功率 MOSFET或IGBT，但常需续流二极管同时工 作。这种二极管速度快，而且恢复特性软，以免 因寄生电感引起高压而损坏主器件。快恢复二 极管通常用外延片做，故称FRED（快恢复外延 二极管）。有时也用肖特基二极管和功率 MOSFET搭配，因为肖特基二极管的正向好， 而且由于肖特基二极管是金属半导体结，所以 理论上不存在少数载流子的恢复时间。但肖特 基二极管在反向时，往往漏电流很大，耐不住高 压。

　　为应用的需要，一种新型的耐 髙反压的快恢复外延二极管应运而生。它是在 肖特基二极管的基础上，加上密集的pn结小 原胞，在正向时，它有肖特基二极管的低压降特 性，而反向时，pn结空间电荷层展开，耐受住了 髙压。它的恢复特性快而且也很软。这种元件 在IR公司被称为HEXFRED，因为它的原胞 有六边形（HEX）结构，因而得名。值得注意的 是：所有这些快恢复二极管，其产值已近晶闸管 及整流元件的三分之一。这也是因为和大量 MOS器件配套的结果。

　　现在再回过来讨论功率MOSFET和 IGBT，它们有一共同趋势是增加原胞的密度， 以增加所有原胞总周界长度。因为MOS型器 件是通过原胞的周界输送电流的。周界越长，其 通态电阻越小。从制造工艺来说，也就是精密度 增加。新一代的MOS器件，与超大规模集成电 路的工艺已经很少区别。下表给出了 MOSFET 的通态电阻和原胞密度的关系。上节介绍新一 代MOS器件的优点也即来源于此。

　　功率MOSFET第1?第5代产品的发展过程参数第1代 （1979 年）第2代 （1984 年）第3代 （1992 年）第4代 （1993 年）第5代 （1995 年）

　　通态电阻（mft/cm2）121.43.22.21.2

　　封装密度（百万原胞/cm2）0.07750.13950, 18600. 52701. 0850

　　对IGBT而言，由于它比MOSFET多一个 IGBT也有一种叫智能功率模块（IPM）的，它使pn结，因而本质上是个双极型晶体管。当然，我 们也可以使它更接近于MOSFET而较少少数 载流子的堆积。同时也常用减少少子寿命的办 法来加快IGBT的工作速度，但少子寿命的降 低也会影响正向压降。

　　就像 MOSFET 有 SMARTFET一样，IGBT带有自保护功能，甚至把CIC也装在里边，但它不是单片器件，而是模块。在中小功率 应用时，也可以发展其它封装型式来代替模块。 美国IR公司发展的COPACK，就是把IGBT 与HEXFRED塑封在一起，成本还比模块便 （C）'（d）

　　图7实验波形 （a）斩波器输出电压C/c4的波形 〇>）逆变器输出电压滤波前、后波形 （C）输出额定负载时滤波电感电流波形 （d）输出短路时滤波电感电流波形

　　8结论

　　本文阐述了软开关航空静止变流器电路拓 扑的工作原理，并进行了理论分析、计算机仿真 及实验验证，仿真与实验结果相符合。研制的工 程样机性能优良。实践证明，该电路拓扑适用于髙性能航空静止变流器。

　　⑷输出

　　第四部分又是整流元件，但它们一般是低 压的，而且要求速度快。肖特基二极管是最常用 的一种。前面已经说过，新一代的MOSFET具 有最佳的通态电阻。所以也可被应用。肖特基二 极管和MOSFET都可以做成模块，供大电流 使用。一种新的组合器件FETKY是把肖特基 二极管和MOSFET组合在SO-8的包装内 （4mm X 5mm，8脚）。它可用于降压调节器中， 把DC12V降为5V或3. 3V。也可用于同步整流 器中，电流可达6. 4A。

　　以上各节都仅作了简要介绍，如果展开，可以分成许多专题来介绍，希望以后会有这个机会。

　　4结束语

　　M0S型器件带来了电力电子技术崭新的 领域，很多应用比过去电力电子技术范畴更为 广泛，其功率和频率的覆盖面也更为宽广。这些 进一步为电力电子学增添了新的思路和概念。 我们必须迎接这个事实，把它们和传统的电力 电子学结合起来，使我国的电力电子事业有一个更大的发展。

　　参考文献

　　1.heriti A. A Rugged Soft Commutated PWM Inverter for AC Drives. PESC’ 90,1990,656 ?662

　　2.永胜。一种软开关组合式变换器的分析与实 现[博士论文].南京航空航天大学，1994（6）

　　3.ivan D M. The Resonant DC Link Inverter A New Concept in Static Power Conversion. IAS，86,1986,649?656

　　4.abetler T G, Divan D M. Performance Cha?racterization of a New Discrete Pulse-moduated Current Regulator. IEEE Trans. IA， 1989,25（6）：1139?1148