功率半導體器件概述

電力電子器件（powerElectronicDevice）又稱為功率半導體器件，主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件（通常指電流為數十至數千安，電壓為數百伏以上）。

功率半導體器件分類

按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度分類：

1.半控型器件，例如晶閘管；

2.全控型器件，例如GTO（門極可關斷晶閘管）、GTR（電力晶體管），MOSFET（電力場效應晶體管）、IGBT（絕緣柵雙極晶體管）；

3.不可控器件，例如電力二極管；

按照驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號的性質分類：

1.電壓驅動型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（靜電感應晶閘管）；

2.電流驅動型器件，例如晶閘管、GTO、GTR；

根據驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號波形分類：

1.脈沖觸發型，例如晶閘管、GTO；

2.電子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT；

按照電力電子器件內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況分類：

1.雙極型器件，例如電力二極管、晶閘管、GTO、GTR；

2.單極型器件，例如MOSFET、SIT；

3.復合型器件，例如MCT（MOS控制晶閘管）、IGBT、SITH和IGCT；

功率半導體器件優缺點分析

電力二極管：結構和原理簡單，工作可靠；

晶閘管：承受電壓和電流容量在所有器件中最高

IGBT：開關速度高，開關損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅動，驅動功率小；缺點：開關速度低于電力MOSFET，電壓，電流容量不及GTO

GTR：耐壓高，電流大，開關特性好，通流能力強，飽和壓降低；缺點：開關速度低，為電流驅動，所需驅動功率大，驅動電路復雜，存在二次擊穿問題

GTO：電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導調制效應，其通流能力很強；缺點：電流關斷增益很小，關斷時門極負脈沖電流大，開關速度低，驅動功率大，驅動電路復雜，開關頻率低

MOSFET：開關速度快，輸入阻抗高，熱穩定性好，所需驅動功率小且驅動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題；缺點：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。

制約因素：耐壓，電流容量，開關的速度。

功率半導體模塊的重要器件介紹

1、高壓晶閘管

2、用于未來能量轉換中的igbt和快速開關二極管

3、采用超級結技術的超高速開關器件

4、應用于高功率電源的sic元件

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