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功率半导体器件的成长

2015/07/22

功率半导体器件的成长

        功率半导体器件是电力电子技术的底子,也是电力电子技术发展的“龙头”。从1958年美国通用电气公司研制出世界上第一个产业用平凡晶闸管开端,电能的变更和节制从扭转的变流机组和静止的离子变流器进入由功率半导体器件组成的变流器期间。功率半导体器件的成长履历了以下阶段:

 
  大功率二极管产生于20世纪40年月,是功率半导体器件中布局最简朴、利用最遍及的一种器件。今朝已构成整流二极管(Rectifier Diode)、快规复二极管(Fast Recovery Diode—FRD)和肖特基二极管(Schottky Barrier Diode—SBD)等3种次要范例。
 
  晶闸管(Thyristor, or Silicon Controlled Rectifier—SCR)能够算作是第一代电力电子器件,它的呈现使电力电子技术产生了根本性的变革。但它是一种无自闭断本领的半控器件,利用中必需思量闭断方法成绩,电路布局上必需设置闭断(换流)电路,大大庞大了电路布局、增添了本钱、限定了正在频次较下的电力电子电路中的利用。别的晶闸管的开关频次也不下,难于实现变流安装的高频化。晶闸管的派生器件有逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。
 
  20世纪70年月呈现了称之为第二代的自闭断器件,如门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor—GTO),大功率双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor—BJT, or Giant Transistor—GTR),功率场效应管(Power l Oxide Semiconductor Field Effect Transistor—Power MOSFET)等。
 
  20世纪80年月呈现了以绝缘栅极双极型晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor—IGBT, or IGT)为代表的第三代复合导电机构的场控半导体器件。
 
  20世纪80年月前期,功率半导体器件的发展趋势为模块化、集成化,根据电力电子电路的各类拓朴布局,将多个不异的功率半导体器件或差别的功率半导体器件封装正在一个模块中,如许可缩小器件体积、降低成本、进步可靠性。
 
  值得指出的是新的一代器件的呈现其实不意味着老的器件被裁减,世界上SCR产量仍占局部功率半导体器件总数的一半,是今朝高压、年夜电流安装中不成替换的元件。