功率半导体器件是什么
功率半导体器件要点
功率半导体器件要点功率半导体器件是指用于控制和转换电力的半导体器件，其具有承载高电流和高电压的特点。
在电力电子领域中，功率半导体器件广泛应用于电力变换、传输和控制系统中，起到关键的作用。
本文将重点介绍功率半导体器件的要点，包括常见的功率半导体器件类型、特性与工作原理、应用领域和发展趋势等方面。
1.常见的功率半导体器件类型常见的功率半导体器件包括功率二极管、功率晶体管、功率场效应管（MOSFET）、可控硅（SCR）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）等。
每种器件都有自己特殊的工作原理、结构和性能特点，适用于不同的应用场合。
2.功率半导体器件的特性与工作原理不同类型的功率半导体器件具有不同的特性和工作原理。
例如，功率二极管通常用作电流开关和快速恢复整流器，其主要特点是低电压降、快速开关速度和高导通电流能力。
功率晶体管在电力放大和开关电路中广泛使用，具有高功率放大能力和较高的开关速度。
功率场效应管主要有MOSFET和IGBT两种类型，其特点是低输入阻抗、高开关速度和较低的控制电压。
可控硅主要用于交流电控制和直流电开关，其工作原理是通过施加门极电压来控制器件的导通。
3.功率半导体器件的应用领域功率半导体器件在电力电子领域有广泛的应用。
例如，功率二极管通常用于电源、电机驱动和变频器等电路中。
功率晶体管广泛应用于功率放大、开关和变换器等电路。
功率场效应管主要用于集成电路和电力开关等领域。
可控硅被广泛应用于交流变频器、电动机起动和照明控制等场合。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）结合了晶体管和可控硅的特点，逐渐成为高功率应用的主流器件。
4.功率半导体器件的发展趋势随着电力电子的广泛应用和需求的增加，功率半导体器件面临着高功率、高频率、高效率和小型化等方面的挑战。
近年来，功率半导体器件在结构设计、材料改进和工艺制造等方面取得了重大进展。
新型材料如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的应用，使功率半导体器件具有更高的工作温度、更高的开关速度和更低的导通电阻。
功率半导体的优劣势分析-功率半导体器件用途功率半导体器件概述
功率半导体的优劣势分析_功率半导体器件用途功率半导体器件概述电力电子器件（PowerElectronicDevice）又称为功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）。
功率半导体器件分类按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类：1.半控型器件，例如晶闸管；2.全控型器件，例如GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管），MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）；3.不可控器件，例如电力二极管；按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类：1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（静电感应晶闸管）；2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR；根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类：1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO；2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT；按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：1.双极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR；2.单极型器件，例如MOSFET、SIT；3.复合型器件，例如MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT、SITH和IGCT；功率半导体器件优缺点分析电力二极管：结构和原理简单，工作可靠；晶闸管：承受电压和电流容量在所有器件中最高IGBT：开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小；缺点：开关速度低于电力MOSFET，电压，电流容量不及GTOGTR：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低；缺点：开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO：电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强；缺点：电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低MOSFET：开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题；缺点：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
13种常用的功率半导体器件介绍
13种常用的功率半导体器件介绍电力电子器件（Power Electronic Device），又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）电子器件。
可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶闸管为半控型器件，承受电压和电流容量在所有器件中最高；电力二极管为不可控器件，结构和原理简单，工作可靠；还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件，其中GTO、GTR为电流驱动型器件，IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。
1. MCT （MOS Control led Thyristor）：MOS控制晶闸管MCT 是一种新型MOS 与双极复合型器件。
如上图所示。
MCT是将MOSFET 的高阻抗、低驱动图MCT 的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起，形成大功率、高压、快速全控型器件。
实质上MCT 是一个MOS 门极控制的晶闸管。
它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断，它由无数单胞并联而成。
它与GTR，MOSFET，IGBT，GTO 等器件相比，有如下优点：（1）电压高、电流容量大，阻断电压已达3 000V，峰值电流达1 000 A，最大可关断电流密度为6000kA/m2；（2）通态压降小、损耗小，通态压降约为11V；（3）极高的dv/dt和di/dt耐量，dv/dt已达20 kV/s ，di/dt为2 kA/s；（4）开关速度快，开关损耗小，开通时间约200ns，1 000 V 器件可在2 s 内关断；2. IGCT（Intergrated Gate Commutated Thyristors）IGCT 是在晶闸管技术的基础上结合IGBT 和GTO 等技术开发的新型器件，适用于高压大容量变频系统中，是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。
IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。
功率半导体器件简介演示
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目 录
• 功率半导体器件概述 • 功率二极管 • 功率晶体管 • 功率场效应管 • 功率半导体器件的制造工艺流程 • 功率半导体器件的发展趋势和市场前景
01
功率半导体器件概述
功率半导体器件的定义
功率半导体器件是一种用于电能转换和控制的重要电子器件，它能够实现电能的 转换、控制和放大等功能。
新能源汽车及充电设施需 求
新能源汽车及充电设施的快速发展，对功率 半导体器件的需求不断增加，同时对功率半 导体器件的性能和可靠性也提出了更高的要
求，如高耐压、高效率、高可靠性等。
国际竞争加剧市场整合
国际巨头垄断市场
全球功率半导体市场主要由国际巨头所 垄断，如美国德州仪器（TI）、美国英特 尔（Intel）、日本富士通（Fujitsu）等 ，这些企业在技术研发、品牌和市场渠 道等方面具有较大优势，占据了市场的 主要份额。
金属电极
在PN结上添加两个金属电 极，一个是阳极，另一个 是阴极。
封装
将PN结和金属电极封装在 固体介质中，以保护其免 受环境影响。
功率二极管的特性
伏安特性
功率二极管的伏安特性曲线展示其电 压与电流之间的关系。
反向恢复时间
功率二极管在从一个状态转换到另一 个状态所需的时间。
额定电流
在规定温度下，二极管能够安全通过 的最大电流。
VS
国内企业逐步崛起
随着国内电子信息技术的发展，国内功率 半导体企业逐渐崛起，如中国电子科技集 团公司（CETC）、杭州士兰微电子股份 有限公司（Silan）等，这些企业在国家 政策支持和技术积累下，逐渐提升自身技 术水平和产品质量，逐步扩大市场份额。
THANKS
功率半导体是什么
功率半导体是什么一、引言功率半导体是一种广泛应用于电力电子领域的器件，它发挥着至关重要的作用。
功率半导体的发展在当代科技领域具有重要意义，本文将深入探讨功率半导体的定义、类型、工作原理等方面。
二、功率半导体的定义功率半导体是一种能承受较高电压和电流的半导体器件。
它在电力电子领域中扮演着控制和调节电能的重要角色。
功率半导体通常承受较大功率损耗，因此要求具备较高的功率密度。
三、功率半导体的主要类型1. 二极管二极管是功率半导体器件的一种，用于整流和开关电路中。
它具有导通压降低、反向耐压高的优点，在电源、变频器等系统中得到广泛应用。
2. MOSFET金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）是一种常见的功率半导体器件，具有功率损耗小、开关速度快、控制电压低等特点，被广泛应用于电力电子设备中。
3. IGBT绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是功率半导体中的重要类型，具有开关速度快、控制电压低、功率密度高等优势，在变频器、逆变器等设备中发挥着重要作用。
四、功率半导体的工作原理功率半导体器件的工作原理是通过控制电压和电流的导通和截止，实现对电能的调节和控制。
不同类型的功率半导体器件具有不同的工作原理，但都是基于半导体材料的特性实现电能转换。
五、功率半导体的应用领域功率半导体广泛应用于电力系统、工业自动化、交通运输等领域。
在工业生产和生活中，功率半导体的应用为设备的高效运行、能源的节约提供了重要支持。
六、结论功率半导体作为电力电子领域的重要组成部分，其在现代科技和工业中的应用越发广泛。
通过本文的介绍，希望读者对功率半导体有更深入的了解，进一步推动功率半导体技术的发展和应用。
浅谈功率半导体器件
浅谈功率半导体器件功率半导体器件是现代电力系统和电子设备中必不可少的关键部件。
它们具有很高的开关速度、低开关损耗和高压电容，并且能够承受高功率和高电压。
功率半导体器件的发展对提高能源利用率、降低能源消耗、提高电子设备的性能等方面起到了重要作用。
本文将从功率半导体器件的定义、分类、主要特点、应用领域以及未来发展趋势等方面进行浅谈。
一、功率半导体器件的定义与分类功率半导体器件是指能够承受较大功率和电压的半导体器件，其主要用于电能的转换和控制。
根据其工作原理和结构特点，功率半导体器件可以分为二极管、晶体管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）等不同类型。
二、功率半导体器件的主要特点1.快速开关速度：功率半导体器件具有很高的开关速度，能够迅速切换电流，有效减小了能源的损耗，提高了设备的性能。
2.低开关损耗：功率半导体器件具有较低的开关损耗，能够减少能量的损耗，提高电能的利用效率。
3.高压电容：功率半导体器件能够承受较高的电压，满足电力系统和电子设备对高电压的需求。
4.高耐压能力：功率半导体器件能够承受较大的功率，具有较高的耐压能力，保证了设备的稳定工作。
5.耐温性能好：功率半导体器件能够在高温环境下工作，适应各种恶劣的工作环境。
三、功率半导体器件的应用领域1.电力系统：功率半导体器件在电力系统中被广泛应用，如电力电子变换器、交流传动系统和直流输电等。
2.工业控制：功率半导体器件在工业控制领域中被广泛应用，如驱动系统、温度控制系统和电动机控制等。
3.照明领域：功率半导体器件可以用于高亮度的LED照明，替代传统的白炽灯、荧光灯等传统照明设备。
4.电动车辆：功率半导体器件在电动车辆中起到了关键作用，如电机驱动、电池管理、充电系统等。
四、功率半导体器件的未来发展趋势1.集成化：功率半导体器件将趋向于集成化，尽可能将多个功能集成到一个芯片中，以提高器件的性能和可靠性。
功率半导体dsc
功率半导体dsc功率半导体器件（DSC）是一种用于能量转换和电力控制的重要元件。
它具有高功率密度、高温工作能力和快速开关速度等优点，广泛应用于电力系统、工业自动化和电动汽车等领域。
功率半导体器件的发展源远流长。
20世纪60年代，人们开始研究和应用功率半导体器件，最早的功率半导体器件是晶闸管。
晶闸管具有可控性和可逆性的特点，逐渐在交流电控制和直流电控制领域得到广泛应用。
然而，晶闸管的开关速度较慢，不能满足高频应用的要求，这促使研究人员寻求更好的替代方案。
功率半导体器件的发展取得了重要突破是在20世纪80年代，当时研究人员发明了金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。
MOSFET具有高开关速度和低导通电阻的特点，逐渐替代了晶闸管在许多应用领域的地位。
然而，MOSFET也存在一些缺点，例如在高温和高电压环境下容易损坏，限制了其在一些特殊应用中的应用。
为了克服MOSFET的缺点，研究人员开发了功率MOSFET，它具有更高的耐压能力和更低的导通电阻。
功率MOSFET被广泛应用于电源和驱动电路，在电力系统和工业自动化中发挥着重要作用。
然而，功率MOSFET的开关速度仍然有限，无法满足一些高频应用的要求。
为了解决高频应用的需求，研究人员又开发了一种新型的功率半导体器件——功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。
功率MOSFET具有更高的开关速度和更低的导通电阻，可以满足高频应用的要求。
功率MOSFET被广泛应用于电动汽车、太阳能逆变器和无线充电等领域。
除了功率MOSFET，功率半导体器件还包括了IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和SiC（碳化硅）器件等。
IGBT具有高耐压能力和高开关速度的特点，广泛应用于电力系统和工业自动化。
SiC器件具有更高的工作温度和更低的导通电阻，适用于高温和高频应用。
功率半导体器件是现代电力转换和电力控制的关键元件。
从晶闸管到功率MOSFET再到IGBT和SiC器件，功率半导体器件经过了多年的发展和进步。
功率半导体器件
功率半导体器件“power semiconductor device”和“power integrated circuit(简写为power IC或PIC)”直译就是功率半导体器件和功率集成电路。
在国际上与该技术领域对应的最权威的学术会议就叫做International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs，即功率半导体器件和功率集成电路国际会议。
“power”这个词可译为动力、能源、功率等，而在中文里这些词的含义不是完全相同的。
由于行业的动态发展，“power”的翻译发生了变化。
从上世纪六七十年代至八十年代初，功率半导体器件主要是可控硅整流器(SCR)、巨型晶体管(GTR)和其后的栅关断晶闸管(GTO)等。
它们的主要用途是用于高压输电，以及制造将电网的380V或220V交流电变为各种各样直流电的中大型电源和控制电动机运行的电机调速装置等，这些设备几乎都是与电网相关的强电装置。
因此，当时我国把这些器件的总称———power semiconductor devices没有直译为功率半导体器件，而是译为电力电子器件，并将应用这些器件的电路技术power electronics没有译为功率电子学，而是译为电力电子技术。
与此同时，与这些器件相应的技术学会为中国电工技术学会所属的电力电子分会，而中国电子学会并没有与之相应的分学会；其制造和应用的行业归口也划归到原第一机械工业部和其后的机械部，这些都是顺理成章的。
实际上从直译看，国外并无与电力电子相对应的专业名词，即使日本的“电力”与中文的“电力”也是字型相同而含义有别。
此外，当时用普通晶体管集成的小型电源电路———功率集成电路，并不归属于电力电子行业，而是和其他集成电路一起归口到原第四机械工业部和后来的电子工业部。
20世纪80年代以后，功率半导体行业发生了翻天覆地的变化。
功率半导体器件变为以功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率MOSFET，常简写为功率MOS)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(power IC，常简写为PIC)为主。
功率半导体器件
4 学习要点
◆按照不可控器件、半控型器件、典型全控型器件和其 它新型器件的顺序，分别介绍各种功率半导体器件的工作 原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意的一 些问题。
■学习要点
◆最重要的是掌握其基本特性。
◆掌握功率半导体器件的型号命名法，以及其参数和特 性曲线的使用方法。
4
2 应用功率半导体器件的系统组成
■功率半导体器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱 动
电路和以功率半导体器件为核心的主电路组成一个系统。
检测
控
电路
制
保护
电
电路
路
驱动
V1 LR
V2
主电路
电路
电气隔离
图2-1 功率半导体器件在实际应用中的系统组成
5
3 功率半导体器件的分类
■按能够被控制电路信号所控制的程度 ◆不可控器件 ☞功率二极管（Power Diode） ☞不能用控制信号来控制其通断。 ◆半控型器件 ☞主要是指晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器
◆ PN结具有一定的反向耐压能力，但当施加的反向电 压过大，反向电流将会急剧增大，破坏PN结反向偏置为 截止的工作状态，这就叫反向击穿。
☞按照机理不同有雪崩击穿和齐纳击穿两种形式 。 ☞反向击穿发生时，采取了措施将反向电流限制在一 定范围内，PN结仍可恢复原来的状态。 ☞否则PN结因过热而烧毁，这就是热击穿。
◆为减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在 开关状态。
◆由电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。
◆自身的功率损耗通常仍远大于电子器件，在其 工作时一般都需要安装散热器。
3
1.功率半导体器件的概念和特征
☞功率半导体器件的功率损耗 通态损耗
常见功率半导体器件及其主要特点
常见功率半导体器件及其主要特点一、概述功率半导体器件是现代电子电气设备中不可或缺的组成部分，它承担着电能的调节、放大和转换任务。
在众多功率半导体器件中，普遍应用的包括晶闸管、场效应管、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、功率二极管等。
这些器件各自具有不同的特点和应用范围，下文将对其进行详细介绍。
二、晶闸管晶闸管是最早出现的功率半导体器件之一，其主要特点包括：1. 器件结构简单，工作可靠。
2. 具有单向导电性。
3. 具有双向触发能力。
4. 适用于高压、大电流场合。
5. 效率高、损耗小。
晶闸管广泛应用于直流调速、大功率变频器、交流电能控制等领域。
三、场效应管场效应管又称为MOSFET，其主要特点包括：1. 体积小、重量轻。
2. 导通电阻小、功率损耗小。
3. 开关速度快、可靠性高。
4. 控制电路简单、使用方便。
场效应管广泛应用于开关电源、电力电子设备、汽车电子系统等领域。
四、绝缘栅双极晶体管（IGBT）IGBT是由绝缘栅双极晶体管和场效应管结合而成的器件，其主要特点包括：1. 具有MOSFET的输入特性和GTR的输出特性。
2. 导通压降低、导通电阻小。
3. 具有高开关速度。
4. 具有大功率、高频率的特点。
IGBT广泛应用于变频调速、逆变器、电动汽车驱动等领域。
五、功率二极管功率二极管是一种常见的半导体器件，其主要特点包括：1. 低开启电压、低通态电压降。
2. 热稳定性好、动态特性好。
3. 寿命长、可靠性高。
4. 具有快速恢复特性。
功率二极管广泛应用于整流器、逆变器、交流稳压电源等领域。
六、结语功率半导体器件在现代工业生产和生活中发挥着重要作用，不同的器件具有不同的特点和应用范围，能够满足各种电能调节、转换的需求。
随着科技的不断发展，功率半导体器件的性能和应用范围将会不断扩大，为人类创造更加便利和高效的生活和工作环境。
七、功率半导体器件的发展趋势随着现代电子技术的发展和能源的需求不断增长，功率半导体器件的应用也愈发广泛。
半导体功率器件
《半导体功率器件与智能功率IC 》1、功率半导体器件的定义：能够管理并处理电导功率的半导体器件。
包括功率放大、功率管理，电压、电流、频率率转换。
通常功率半导体器件可以分为功率分立器件和功率IC 器件。
分立器件执行一个单一的功能（还可以分为功率整流器和功率开关器件）；功率集成电路（IC 器件）是指集成多个功率器件由一个电路控制。
智能功率IC 是“带有数字功能的功率IC 器件”，在芯片上拥有智力和力量。
2、理想的功率转换器应该是零导通电压下降、零反偏电压泄露并且能瞬间控制这两种转台之间的变化。
理想开关器件应该是由一定阻抗、感应的并且电容性的，并且能够限制传导电流在应用到栅电极信号控制下得电流流动方向。
3、发生在实际pn 结中两种主要的击穿机制：齐纳击穿和雪崩击穿（大多数常见PN 结）。
4、碰撞电离系数：电子（空穴）沿着电场方向在耗尽层通过1cm 时所产生的电子-空穴对数目。
exp(/)n n n a b E α=∙- exp(/)p p p a b E α=∙-。
式中a ，b 都是已知常数，只有E 是电压待测。
值得注意的是该系数随E 增加而快速增长。
该碰撞电离系数的是3571.810(1/)n pE cm ααα-===⨯。
E 代表电场。
此外在制定电场时，该碰撞电离系数随温度增加而下降。
5、空穴倍增系数：'00()1,1exp[()](0)d x x p d p p p n p p J x M dx dx J M ααα=-=--⎰⎰ 电子倍增系数：'0(0)1,1exp[()]()d d x x n n n n p n d N x J M dx dx J x M ααα=-=--⎰⎰。
6、雪崩击穿条件：倍增系数M （电子或空穴）趋近于无穷大时的电压。
所有上面5中俩式子积分为1即为雪崩击穿条件。
7、平面扩散结的击穿发生在边缘较多，而很少发生在平面部分。
在扩散窗户边缘形成了一个柱面电路，并在4个角落形成球面轮廓。
功率半导体器件发展概述
中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集
相互交叠的 SJ 结构中的电场分布，使传统 VDMOS 中 击穿盾关系，所以，国际 上对横向 SJ(SJ-LDMOS)研究也是一个热点。
图 1 纵向 Super Junction 结构
功率半导体器件的半导体衬底材料是影响功率器件 发展的基础，下面分别以目前应用和研究最广泛的硅基 和 SOI(SOI，Silicon-On-Insulator)基为例对功率器件的发 展作简单的概述。 2.1 硅基功率器件
硅基功率器件是第一代半导体功率器件，在对硅、
锗材料以及与之形成界面的氧化物、硅/金属研究成熟的 基础上，出现了功率晶闸管、功率二极管、功率 MOS、 IGBT 等。功率二极管是功率半导体器件的重要分支。目 前商业化的功率二极管主要是 PiN 功率二极管和肖特基 势垒功率二极管（SBD）[2]。前者有着耐高压、大电流、 低泄漏电流和低导通损耗的优点，但电导调制效应在漂 移区中产生的大量少数载流子降低了关断速度，限制了 电力电子系统向高频化方向发展。具有多数载流子特性 的肖特基势垒功率二极管有着极高的开关频率，但其串 联的漂移区电阻有着与器件耐压成 2.5 次方的矛盾关系， 阻碍了肖特基势垒功率二极管的高压大电流应用，加之 肖特基势垒功率二极管极差的高温特性、大的泄漏电流 和软击穿特性，使得硅肖特基势垒功率二极管通常只工 作在 200 伏以下的电压范围内。
SOI 高压器件作为 SOI SPIC 的核心器件，其击穿电 压取决于横向击穿电压和纵向击穿电压的较低者。由于 常规 SOI 结构埋层限制耗尽区向衬底扩展，衬底不能参 与耐压，同时基于隔离和散热的考虑，顶层硅和埋氧层 都不能做得太厚，因而 SOI 器件的纵向耐压成为限制 SOI 技术在功率集成电路领域应用的主要因素。在最近的 20 年中人们提出了一系列的新技术和新结构[9-10]，分别从 横向和纵向来提高 SOI 高压器件的击穿电压。我们通过 对 SOI 中介质层中电场和击穿电压的分析，提出了一种 提高器件纵向耐压的新技术－介质场增强技术（EnbilfBuried Insulator Layer Field），这种技术通过在传统 SOI 埋层（I 层）中引入低介电系数的材料或通过使用图形化 的结构突破了传统 SOI 结构中受界面电荷为零时的 3 倍 电场关系，通过 Enbilf 技术，使 I 层中的电场大大提高， 纵向击穿电压达到设计的要求。 3 SJ(Super Junction)型功率半导体器件发展展望
几种常用的功率器件(电力半导体)及其应用
要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压， 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压，或者 降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。 降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能 保持晶闸管导通的最小电流，称为维持电流。 保持晶闸管导通的最小电流，称为维持电流。 当门极没有加正向触发电压时， 当门极没有加正向触发电压时，晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压 一般是不会导通的。 ，一般是不会导通的。 2．晶闸管的主要参数 ． 指在门极开路而器件的结温为额定值时， （1）断态重复峰值电压 DRM 。指在门极开路而器件的结温为额定值时， ）断态重复峰值电压U 指在门极开路而器件的结温为额定值时 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于U 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于 DRM，管 子可能会失控而自行导通。 子可能会失控而自行导通。 指门极开路而结温为额定值时， （2）反向重复峰值电压 URRM 。指门极开路而结温为额定值时，允许重复 ） 指门极开路而结温为额定值时 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于U 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于 RRM时，管子可 能会被击穿而损坏。 能会被击穿而损坏。 通常把U 中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。 通常把 DRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选 用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～ 倍 用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的 ～3倍，以保整电路的工作 安全。 安全。
du dt。 在额定结温和门极开路的情况下， 在额定结温和门极开路的情况下， （8）断态电压临界上升率 ） 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几 十伏。 十伏。
功率半导体行业深度研究报告
功率半导体行业深度研究报告报告综述：功率半导体是电子装置核心器件，应用广泛且分散。
功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心，本质上是通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能。
功能半导体包括功率IC和功率器件，是系统应用的核心器件，战略地位十分突出。
功率半导体具体用途是变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。
从产品种类看，根据统计数据，2019 年功率半导体最大的细分领域是功率IC，占比54.30%，MOSFET占比16.40%，IGBT占比12.40%，功率二极管/整流桥占比14.80%。
下游应用多点开花，功率半导体国产替代空间广阔。
功率半导体的应用领域非常广泛，根据Yole数据，2019 年全球功率半导体器件市场规模为175 亿美元。
从下游应用来看，汽车、工业和消费电子是前三大终端市场，根据中商产业研究院数据，2019 年汽车领域占全球功率半导体市场的35.4%，工业领域占比为26.8%，消费电子占比为13.2%。
受益于新能源汽车、5G基站、变频家电等下游需求强劲，叠加“新基建”、第三代半导体等政策全力助推，快充充电头、光伏/风电装机、特高压、城际高铁交通对功率器件的需求也快速扩张，功率器件迎来景气周期，Yole预测到2025 年全球功率器件市场或达225 亿美元，2019-2025 年CAGR为 4.28%。
从竞争格局看，行业龙头为英飞凌、安森美、意法半导体等欧美大厂，目前中国功率半导体市场约占全球四成，大陆厂商以二极管、中低压MOSFET、晶闸管等产品为主，整体呈现中高端产品供给不足、约九成依赖进口的态势，国内以斯达半导、捷捷微电、新洁能等为代表的的功率厂商相继实现技术突破，日渐崛起，国产替代空间广阔。
第三代半导体前景广阔，国内企业加码布局。
半导体性能要求不断提高，在高温、强辐射、大功率环境下，第一、二代半导体材料效果不佳，以SiC和GaN为代表的的第三代半导体材料崭露头角。
功率半导体分立器
功率半导体分立器功率半导体分立器是一类在电力电子领域中广泛应用的器件，其具有高功率密度、高效率和可靠性的特点。
本文将介绍功率半导体分立器的基本原理、主要类型及其在不同应用领域中的应用。
一、随着电力电子技术的不断发展，功率半导体分立器在能源转换和电力控制领域中发挥着越来越重要的作用。
功率半导体分立器主要包括晶闸管、二极管、功率MOSFET、IGBT等。
这些器件广泛应用于电力系统、工业控制、交通运输等领域。
二、功率半导体分立器的基本原理晶闸管晶闸管是一种控制型的功率半导体器件，其工作原理基于PN结的导电特性。
通过控制晶闸管的触发脉冲，可以实现对电流的控制，从而实现功率开关。
二极管二极管是一种非控制型的功率半导体器件，其主要作用是将电流引导一个方向。
二极管具有导通压降小、开关速度快的特点，在电源、整流电路中得到广泛应用。
功率MOSFET功率MOSFET是一种金属氧化物半导体场效应管，其通过栅极电压控制通道导电。
功率MOSFET具有低导通电阻、高开关速度等优点，在高频率应用中表现出色。
IGBTIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种综合了MOSFET和双极型晶体管特点的功率半导体器件。
IGBT在高压、高电流的情况下能够提供稳定的功率开关，广泛应用于逆变器、变频器等领域。
三、功率半导体分立器的主要类型高压功率器件高压功率器件主要包括高压IGBT和高压MOSFET，适用于需要处理高电压的应用，如电力系统中的逆变器和整流器。
低压功率器件低压功率器件包括低压MOSFET和低压IGBT，适用于低电压、高频率的应用，如电源管理、电动汽车等领域。
整流器和逆变器功率半导体分立器在整流器和逆变器中起着关键作用，能够将交流电转换为直流电或直流电转换为交流电，实现能源的有效利用。
四、功率半导体分立器在不同应用领域的应用电力系统功率半导体分立器在电力系统中广泛应用于变流器、逆变器、整流器等设备，提高了电能转换效率，降低了能量损耗。
功率半导体 钝化层 厚度
功率半导体钝化层厚度【知识文章】主题：功率半导体中的钝化层厚度对性能的影响概述：功率半导体作为一种关键的电子器件，在现代电力系统、电动汽车、可再生能源等领域中扮演着越来越重要的角色。
而在功率半导体的制造过程中，钝化层的厚度是一个非常关键的参数。
本文将探讨钝化层厚度对功率半导体性能的影响，并分享个人观点和理解。
一、什么是功率半导体？功率半导体是一种能够在高电压和高电流条件下工作的半导体器件。
与普通半导体器件相比，功率半导体能够承受更大的功率损耗和温度，同时具有更高的开关速度和效率。
功率半导体由掺杂的硅材料制成，具有多个层次的结构，其中钝化层则是其中重要的组成部分。
二、功率半导体中的钝化层作用是什么？钝化层在功率半导体器件中起到了重要的保护作用。
它能够防止电子与杂质之间的相互作用，减少器件中的漏电流，并提高集成电路的可靠性和稳定性。
钝化层还能够改善器件的导电性能和开关速度，从而提高功率半导体的整体性能。
三、钝化层厚度对功率半导体性能的影响1. 导电性能：钝化层的厚度直接影响半导体器件的导电性能。
合适的钝化层厚度能够减少电子与杂质的相互作用，提高电子的传导效率，减少器件中的电阻损耗。
然而，过厚或过薄的钝化层都会对导电性能产生负面影响，导致器件的功耗增加或无法正常工作。
2. 漏电流：钝化层能够减少器件的漏电流，提高器件的绝缘性能。
适当的钝化层厚度能够有效阻止电子的泄漏，提高器件在断电状态下的绝缘效果。
然而，如果钝化层过薄，会导致漏电流过大，影响器件的整体性能和可靠性。
3. 开关速度：钝化层的厚度对器件的开关速度有一定影响。
合适的钝化层厚度能够提高器件的开关速度，降低开关损耗。
过厚或过薄的钝化层会使得电子在器件内部的传输路径变长，导致开关速度下降。
四、钝化层厚度的选择与优化钝化层厚度的选择需要综合考虑多个因素，包括器件的工作电压、使用环境的温度和湿度、器件的尺寸等。
一般来说，功率半导体器件的工作电压越高，钝化层的厚度就需要越大。
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“power semiconductor device”和“power integrated circuit(简写为power IC或PIC)”直译就是功率半导体器件和功率集成电路。
在国际上与该技术领域对应的最权威的学术会议就叫做International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs，即功率半导体器件和功率集成电路国际会议。
“power”这个词可译为动力、能源、功率等，而在中文里这些词的含义不是完全相同的。
由于行业的动态发展，“power”的翻译发生了变化。
从上世纪六七十年代至八十年代初，功率半导体器件主要是可控硅整流器(SCR)、巨型晶体管(GTR)和其后的栅关断晶闸管(GTO)等。
它们的主要用途是用于高压输电，以及制造将电网的380V或220V交流电变为各种各样直流电的中大型电源和控制电动机运行的电机调速装置等，这些设备几乎都是与电网相关的强电装置。
因此，当时我国把这些器件的总称———power semiconductor devices没有直译为功率半导体器件，而是译为电力电子器件，并将应用这些器件的电路技术power electronics没有译为功率电子学，而是译为电力电子技术。
与此同时，与这些器件相应的技术学会为中国电工技术学会所属的电力电子分会，而中国电子学会并没有与之相应的分学会；其制造和应用的行业归口也划归到原第一机械工业部和其后的机械部，这些都是顺理成章的。
实际上从直译看，国外并无与电力电子相对应的专业名词，即使日本的“电力”与中文的“电力”也是字型相同而含义有别。
此外，当时用普通晶体管集成的小型电源电路———功率集成电路，并不归属于电力电子行业，而是和其他集成电路一起归口到原第四机械工业部和后来的电子工业部。
20世纪80年代以后，功率半导体行业发生了翻天覆地的变化。
功率半导体器件变为以功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率MOSFET，常简写为功率MOS)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(power IC，常简写为PIC)为主。
这一转变的主要原因是，这些器件或集成电路能在比以前高10倍以上的频率下工作，而电路在高频工作时能更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。
尤其是集成度很高的单片片上功率系统(power system on a chip，简写PSOC)，它能把传感器件与电路、信号处理电路、接口电路、功率器件和电路等集成在一个硅芯片上，使其具有按照负载要求精密调节输出和按照过热、过压、过流等情况自我进行保护的智能功能，其优越性不言而喻。
国际专家把它的发展喻为第二次电子学革命。