电力电子器件有哪些基本类型,其发展趋势如何

Answer 1

一：电力电子器件的分类共有四大类！
其中每类又能分出多种不同类型：
一、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（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。
二、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。
三、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、IGNT。
四、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）和IGBT。
二：　高频化、集成化、标准模块化和智能化是电力电子器件未来的主要发展方向。

　　(1)随着电力电子技术应用的不断发展，对电力电子器件性能指标和可靠性的要求也日益苛刻。具体而言，要求电力电子器件具有更大的电流密度、更高的工作温度、更强的散热能力、更高的工作电压、更低的通态压降、更快的开关时间，而对于航天和军事应用，还要求有更强的抗辐射能力和抗振动冲击能力。特别是航天、航空、舰船、输变电、机车、装甲车辆等使用条件恶劣的应用领域，以上要求更为迫切。

　　(2)未来几年中，尽管以硅为半导体材料的双极功率器件和场控功率器件已趋于成熟，但是各种新结构和新工艺的引入，仍可使其性能得到进一步提高和改善，Coolmos、各种改进型IGBT和IGCT均有相当的生命力和竞争力。

　　(3)电力电子器件的智能化应用也在不断研究中取得了实质成果。一些国外制造企业已经开发出了相应的IPM智能化功率模块，结构简单、功能齐全、运行可靠性高，并具有自诊断和保护的功能。

　　(4)新型高频器件碳化硅和氮化镓器件正在迅速发展，一些器件有望在不远的将来实现商品化，总部位于美国北卡罗来纳的CREE公司已经实现商用的SiC二极管和MOSFET[2] 。但由于材料和制造工艺方面的问题，还需要大量的研究投入和时间才能逐步解决，位于北卡州立大学的FREEDM中心正在对此技术进行研究。