電力雙極型晶體管(GTR)是一種耐高壓、能承受大電流的雙極晶體管，也稱為BJT，簡稱為電力晶體管。它與晶閘管不同，具有線性放大特性，但在電力電子應用中卻工作在開關狀態，從而減小功耗。GTR可通過基極控制其開通和關斷，是典型的自關斷器件。

一、電力晶體管的結構和工作原理　

　電力晶體管有與一般雙極型晶體管相似的結構、工作原理和特性。它們都是3層半導體，2個PN結的三端器件，有PNP和NPN這2種類型，但GTR多采用NPN型。GTR的結構、電氣符號和基本工作原理，如圖1所示。

　　在應用中，GTR一般采用共發射極接法，如圖1(c)所示。集電極電流i c與基極電流i b的比值為　　β=i c/i b (1)　　式中，β稱為GTR的電流放大系數，它反映出基極電流對集電極電流的控制能力。單管GTR的電流放大系數很小，通常為10左右。　　在考慮集電極和發射極之間的漏電流時，　　i c=βi b+I c e o (2)

二、GTR的類型　　

目前常用的GTR的單管、達林頓管和模塊這3種類型。1、 單管GTR　　NPN三重擴散臺面型結構是單管GTR的典型結構，這種結構可靠性高，能改善器件的二次擊穿特性，易于提高耐壓能力，并易于散出內部熱量。{{分頁}}2、 達林頓GTR　　達林頓結構的GTR是由2個或多個晶體管復合而成，可以是PNP型也可以是NPN型，其性質取決于驅動管，它與普通復合三極管相似。達林頓結構的GTR電流放大倍數很大，可以達到幾十至幾千倍。雖然達林頓結構大大提高了電流放大倍數，但其飽和管壓降卻增加了，增大了導通損耗，同時降低了管子的工作速度。3、 GTR模塊　　目前作為大功率的開關應用還是GTR模塊，它是將GTR管芯及為了改善性能的1個元件組裝成1個單元，然后根據不同的用途將幾個單元電路構成模塊，集成在同一硅片上。這樣，大大提高了器件的集成度、工作的可靠性和性能/價格比，同時也實現了小型輕量化。目前生產的GTR模塊，可將多達6個相互絕緣的單元電路制在同一個模塊內，便于組成三相橋電路。

三、GTR的特性1、 靜態特性

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　靜態特性可分為輸入特性和輸出特性。輸入特性與二極管的伏安特性相似，在此僅介紹其共射極電路的輸出特性。GTR共射極電路的輸出特性曲線，如圖2所示。由圖明顯看出，靜態特性分為3個區域，即人們所熟悉的截止區、放大區及飽和區。當集電結和發射結處于反偏狀態，或集電結處于反偏狀態，發射結處于零偏狀態時，管子工作在截止區;當發射結處于正偏、集電結處于反偏狀態時，管子工作在放大區;當發射和集電結都處于正偏狀態時，管子工作在飽和區。GTR在電力電子電路中，需要工作在開關狀態，因此它是在飽和和截止區之間交替工作。

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　　2、 動態特性　　GTR是用基極電流控制集電極電流的，器件開關過程的瞬態變化，就反映出其動態特性。GTR的動態特性曲線，如圖3所示。

　　由于管子結電容和儲存電荷的存在，開關過程不是瞬時完成的。GTR開通時需要經過延時時間和上升時間，二者之和為開通時間;關斷時需要經過儲存時間和下降時間，二者之和為關斷時間。{{分頁}}　　實際應用中，在開通GTR時，加大驅動電流i b和其上升率，可減小td和tr ，但電流也不能太大，否則會由于過飽和而增大t s。在關斷GTR時，加反向基極電壓可加速存儲電荷的消散，減少t s ，但反向電壓不能太大，以免使發射結擊穿。　　為了提高GTR的開關速度，可選用結電容比較小的快速開關管，還可用加速電容來改善GTR的開關特性。在GTR的基極電阻兩端并聯一個電容，利用換流瞬間其上電壓不能突變的特性，也可改善管子的開關特性。