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功率集成电路与功率电力开关器件的发展与应用
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本文介绍了功率电力开关器件的发展历程、开关器件的原理及特性。分析了其在电子装置中的应用，并对未来功率电子开关器件的发展提出展望。
功率电力开关器件是电子技术的基础，也是电子技术发展的平台。1958年美国通用电气（ce）公司研制出第一个工业用普通晶闸管（scr），它标志着功率电子开关技术的诞生。宣告了人类在电能变换和控制方面从旋转的交流机组和静止的离子变流器进入了由电子开关构成新型变流器时代。半导体业经过近半个世纪的研发至今已有四代功率电子开关产品问世。第一代功率电子开关产品主要是普通晶闸管及派生系列。第二代功率电子开关器件主要有功率三极管（gtr）、可关断晶闸管（gto）、功率场效应管（mosfet）、绝缘门双极型晶体管（igbt）、mos控制晶闸管（mct）和高压集成电路等。第三代功率电子开关器件是智能化产品。目前已有智能化绝缘门极双极型晶体管，称智能igbt。第四代为沟槽栅结构的igbt，目前已在试验中。有望在短的时间内有系列产品出现。 半控制型功率电子开关器件 半控制型功率电子开关器件主要有普通晶闸管及其派生器件。普通晶闸管具有可控的单向导电性，即不但具有一般二极管的单向导电的整流作用，而且还可以对导通电流进行控制。单向晶闸管是pnpn四层结构，形成三个pn结，具有三个外电极。可等效为pnp、npn两个晶体管组成的复合管。目前的制造容量为：12kv/1ka和6.5kv/4ka。 光控晶闸管是通过光信号控制晶闸管触发导通的器件，它具有很强的抗干扰能力、良好的高压绝缘性能和较高的瞬时过电压承受能力，因而被广泛地应用于高压直流输电（hvdc）、静止无功补偿（svc）等领域。目前容量水平为8kv/3.6ka。 非对称晶闸管是一种正、反相电压耐量不对称的晶闸管，而逆导晶闸管是非对称晶闸管的一种特例，是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。于普通晶闸管相比，它具有关断时间短、正相压降小、额定结温高、高温特性好等优点。主要运用于逆变器和整流器中。目前的容量制造水平3kv/0.9ka。
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