功率半导体分立器件包括哪些?

功率器件

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描述

功率半导体器件(Power Electronic Device)又称为电力电子器件和功率电子器件,是指可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件,其作用主要分为功率转换、功率放大、功率开关、线路保护和整流等。

功率半导体大致可分为功率半导体分立器件(Power Discrete,包括功率模块)和功率半导体集成电路(Power IC)两大类,在半导体产业中的结构关系如图1所示。其中,功率半导体分立器件是指被规定完成某种基本功能,并且本身在功能上不能再细分的半导体器件。

集成电路

1957年美国通用电气公司(GE)研制出世界上第一只工业用普通晶闸管(Thyristor),标志了功率半导体分立器件的诞生。功率半导体分立器件的发展经历了以晶闸管为核心的第一阶段、以MOSFET和IGBT为代表的第二阶段,现在正在进入以宽禁带半导体器件为核心的新发展阶段。

功率半导体分立器件包括以下几类:

功率二极管:功率二极管是最简单的功率器件之一,具有快速恢复、低开关损耗和高电压能力等特点,通常用于整流、反向保护、限流等应用。

功率晶体管:功率晶体管也称为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管),是一种可以控制电流流通的器件。它具有低开关损耗、高开关速度、低输入电流、可靠性高等特点,常用于电源开关、电机控制、照明等领域。

IGBT(绝缘栅双极性晶体管):IGBT是一种结合了双极性晶体管和MOSFET的特点,具有高电压和高电流承受能力,低开关损耗和低导通电阻等优点,通常用于高压、高频电源开关、电机驱动、变频器等领域。

可控硅(SCR):可控硅是一种可以控制电流流通的器件,具有可靠性高、适用范围广、控制电路简单等特点,常用于电源开关、电机控制、交流电源调节等领域。

晶闸管(GTO):晶闸管是一种可控硅的升级版,可以在开关过程中控制电流,具有高电流承受能力和低开关损耗等特点,通常用于大功率、高频的电源开关和变频器等领域。

这些功率半导体分立器件在不同的应用领域具有不同的优势和特点,选择合适的器件可以满足不同的功率控制需求。

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