电力电子器件发展趋势
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பைடு நூலகம்
3.发展历史
(1)半控型器件—— 第一代电力电子器件
2O世纪5O年代，由美国通用电气公司发 明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技 术的开端。到了2O世纪7O年代，已经派 生出了许多半控型器件，这些电力电子器 件的功率也越来越大，性能日渐完善，但 是由于晶闸管的固有特性，大大限制了它 的应用范围。
• 磷化铟材料 是继Si和GaAs之后的新一代电子功能材料。 可作为高速、高频微波器件的材料，频率 可达340GHz。 锗化硅材料 • 其截止频率为50GHz～110GHz。这标志着 SiGe器件正式进进应用领域。
5.发展方向
• 电力电子技术向着集成化、智能化、通用 化、信息化发展，对电力电子器件也有更 高的要求，需要我们不断的研究开发。
6.结语
• 电力电子器件正进入以新型器件为主的新 时代，作为电力电子技术发展的决定性因 素，电力电子器件的研发及关键技术突破， 必然会促进电力电子技术的迅速发展，进 而促进以电力电子技术为基础的传统工业 和高新技术产业的迅速发展。
所谓电力电子技术就是使用电力半导体器 件及电子技术对电气设备的电功率进行变 控制的技术，它以实现“高效率用电和高 品质用电”为目标，是一门综合电力半导 体器件、电力变换技术、现代电子技术、 自动控制技术等许多学科的交叉学科，而 电力电子器件是电力电子技术的基础和源 头。
2.电子技术的应用
电子技术的应用
(3)复合型器件——第三代电力电子器件
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT） 为代表的复合型器件异军突起。它是MOSFET和 BJT的复合，综合了两者的优点。与此相对， MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸 管（IGCT）复合了MOSFET和GTO。
(4)模块化器件—— 第四代电力电子器件
电力电子技术器件的现状及发展 趋势
• • • • • 概念 电子技术的应用 发展历史 新材料应用 发展方向
1.概念
• 电力电子器件（Power Electronic Device） 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的大功率电 子器件（通常指电流为数十至数千安，电 压为数百伏以上）。
• 随着工艺水平的不断提高，可以将许多零散拼装 的器件组合在一起并且大规模生产，进而导致第 四代电力电子器件的诞生。即把驱动、控制、保 护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电 子集成电路（PIC），电力电子集成技术包括以 PIC为代表的单片集成技术、混合集成技术以及系 统集成技术。以上所述各种电力电子器件一般都 是由硅（Si）半导体材料制成的。
4.新材料应用
• 砷化镓材料 GaAs是一种很有发展前景的半导体材料。 具有很好的耐高温特性，有利于模块小型 化没，从而可减小寄生电容提高开关频率。 • 碳化硅材料 • SiC是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料， 可制作出性能更加优异的高温（300～ 500℃）、高频、高功率、高速度、抗辐射 器件。对于公电输运和电动汽车的节能具 有重要意义。
(2)全控型器件一一第二代电力电子器件
• 从2O世纪7O年代后期开始，可关断晶闸管(GTO)、 电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此 后，各种高频率的全控型器件不断问世，并得到 迅速发展。这些器件主要有：电力场控晶体管(即 功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感 应晶闸管(SITH)等，这些器件的产生和发展，已 经形成了一个新型的全控电力电子器件的大家族。
3.发展历史
(1)半控型器件—— 第一代电力电子器件
2O世纪5O年代，由美国通用电气公司发 明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技 术的开端。到了2O世纪7O年代，已经派 生出了许多半控型器件，这些电力电子器 件的功率也越来越大，性能日渐完善，但 是由于晶闸管的固有特性，大大限制了它 的应用范围。
• 磷化铟材料 是继Si和GaAs之后的新一代电子功能材料。 可作为高速、高频微波器件的材料，频率 可达340GHz。 锗化硅材料 • 其截止频率为50GHz～110GHz。这标志着 SiGe器件正式进进应用领域。
5.发展方向
• 电力电子技术向着集成化、智能化、通用 化、信息化发展，对电力电子器件也有更 高的要求，需要我们不断的研究开发。
6.结语
• 电力电子器件正进入以新型器件为主的新 时代，作为电力电子技术发展的决定性因 素，电力电子器件的研发及关键技术突破， 必然会促进电力电子技术的迅速发展，进 而促进以电力电子技术为基础的传统工业 和高新技术产业的迅速发展。
所谓电力电子技术就是使用电力半导体器 件及电子技术对电气设备的电功率进行变 控制的技术，它以实现“高效率用电和高 品质用电”为目标，是一门综合电力半导 体器件、电力变换技术、现代电子技术、 自动控制技术等许多学科的交叉学科，而 电力电子器件是电力电子技术的基础和源 头。
2.电子技术的应用
电子技术的应用
(3)复合型器件——第三代电力电子器件
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT） 为代表的复合型器件异军突起。它是MOSFET和 BJT的复合，综合了两者的优点。与此相对， MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸 管（IGCT）复合了MOSFET和GTO。
(4)模块化器件—— 第四代电力电子器件
电力电子技术器件的现状及发展 趋势
• • • • • 概念 电子技术的应用 发展历史 新材料应用 发展方向
1.概念
• 电力电子器件（Power Electronic Device） 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的大功率电 子器件（通常指电流为数十至数千安，电 压为数百伏以上）。
• 随着工艺水平的不断提高，可以将许多零散拼装 的器件组合在一起并且大规模生产，进而导致第 四代电力电子器件的诞生。即把驱动、控制、保 护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电 子集成电路（PIC），电力电子集成技术包括以 PIC为代表的单片集成技术、混合集成技术以及系 统集成技术。以上所述各种电力电子器件一般都 是由硅（Si）半导体材料制成的。
4.新材料应用
• 砷化镓材料 GaAs是一种很有发展前景的半导体材料。 具有很好的耐高温特性，有利于模块小型 化没，从而可减小寄生电容提高开关频率。 • 碳化硅材料 • SiC是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料， 可制作出性能更加优异的高温（300～ 500℃）、高频、高功率、高速度、抗辐射 器件。对于公电输运和电动汽车的节能具 有重要意义。
(2)全控型器件一一第二代电力电子器件
• 从2O世纪7O年代后期开始，可关断晶闸管(GTO)、 电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此 后，各种高频率的全控型器件不断问世，并得到 迅速发展。这些器件主要有：电力场控晶体管(即 功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感 应晶闸管(SITH)等，这些器件的产生和发展，已 经形成了一个新型的全控电力电子器件的大家族。