功率半導(dǎo)體器件概述

電力電子器件（powerElectronicDevice）又稱為功率半導(dǎo)體器件，主要用于電力設(shè)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(shù)十至數(shù)千安，電壓為數(shù)百伏以上）。

功率半導(dǎo)體器件分類

按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)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(guān)斷晶閘管）、GTR（電力晶體管），MOSFET（電力場(chǎng)效應(yīng)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(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號(hào)的性質(zhì)分類：

1.電壓驅(qū)動(dòng)型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（靜電感應(yīng)晶閘管）；

2.電流驅(qū)動(dòng)型器件，例如晶閘管、GTO、GTR；

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號(hào)波形分類：

1.脈沖觸發(fā)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(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)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(fù)合型器件，例如MCT（MOS控制晶閘管）、IGBT、SITH和IGCT；

功率半導(dǎo)體器件優(yōu)缺點(diǎn)分析

電力二極管：結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小；缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)速度低于電力MOSFET，電壓，電流容量不及GTO

GTR：耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低；缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，存在二次擊穿問(wèn)題

GTO：電壓、電流容量大，適用于大功率場(chǎng)合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)；缺點(diǎn)：電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流大，開(kāi)關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)頻率低

MOSFET：開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，不存在二次擊穿問(wèn)題；缺點(diǎn)：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝置。

制約因素：耐壓，電流容量，開(kāi)關(guān)的速度。

功率半導(dǎo)體模塊的重要器件介紹

1、高壓晶閘管

2、用于未來(lái)能量轉(zhuǎn)換中的igbt和快速開(kāi)關(guān)二極管

3、采用超級(jí)結(jié)技術(shù)的超高速開(kāi)關(guān)器件

4、應(yīng)用于高功率電源的sic元件

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