作為電子系統(tǒng)中的最基本單元，半導(dǎo)體功率器件在包括汽車電子、消費電子、網(wǎng)絡(luò)通信、電子設(shè)備、航空航天、武器裝備、儀器儀表、工業(yè)自動化、醫(yī)療電子等各行業(yè)都起著至關(guān)重要的作用。本文辰達(dá)行將介紹功率器件的定義和分類。

功率半導(dǎo)體分立器件怎么定義

功率半導(dǎo)體分立器件(Power Electronic Device)又稱為電力電子器件和功率電子器件，是指可直接用于處理電能的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件，其作用主要分為功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)和整流等。

功率半導(dǎo)體分立器件大致可分為功率半導(dǎo)體器件(Power Discrete，包括功率模塊)和功率半導(dǎo)體集成電路(Power IC)兩大類，其中，功率半導(dǎo)體分立器件是指被規(guī)定完成某種基本功能，并且本身在功能上不能再細(xì)分的半導(dǎo)體器件。

1957年美國通用電氣公司(GE)研制出世界上第一只工業(yè)用普通晶閘管(Thyristor)，標(biāo)志了半導(dǎo)體功率分立器件的誕生。半導(dǎo)體功率分立器件的發(fā)展經(jīng)歷了以晶閘管為核心的第一階段、以MOSFET和IGBT為代表的第二階段，現(xiàn)在正在進(jìn)入以寬禁帶半導(dǎo)體器件為核心的新發(fā)展階段。

功率半導(dǎo)體分立器件怎么分類

按照器件結(jié)構(gòu)，分為二極管、功率晶體管、晶閘管等，其中功率晶體管分為雙極性結(jié)型晶體管(BJT)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)、金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。

按照功率處理能力，分為低壓小功率半導(dǎo)體分立器件、中功率半導(dǎo)體分立器件、大功率半導(dǎo)體分立器件和高壓特大功率半導(dǎo)體分立器件。

按照驅(qū)動電路加在器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)，(除功率二極管外)可分為電流驅(qū)動型與電壓驅(qū)動型。

電流驅(qū)動型：通過從控制端注入或抽出電流實現(xiàn)其關(guān)斷的功率半導(dǎo)體分立器件。

電壓驅(qū)動型：通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號實現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的功率半導(dǎo)體器件。

按照控制電路信號對器件的控制程度，可分為不可控型、半控型和全控型。

不可控器件：不能通過控制信號來控制其通斷的功率半導(dǎo)體分立器件，代表器件為功率二極管；

半控器件：通過控制信號能夠控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷的功率器件，代表器件為晶閘管及其大部分派生器件；

全控器件：通過控制信號既能夠控制其導(dǎo)通，又能夠控制其關(guān)斷的功率半導(dǎo)體分立器件，代表器件有絕緣柵雙極晶體管、功率場效應(yīng)晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管等;

按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，可分為單極型器件、雙極型器件和復(fù)合型器件。

單極型器件：有一種載流子(電子或空穴)參與導(dǎo)電的功率半導(dǎo)體分立器件；

雙極型器件：由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的功率半導(dǎo)體分立器件；

復(fù)合型器件：由單極型器件和雙極型器件集成混合而成的功率半導(dǎo)體分立器件；

按照功率半導(dǎo)體器件襯底材料的不同，現(xiàn)有的功率半導(dǎo)體分立器件的材料可分為三代：

第一代半導(dǎo)體材料主要是以鍺(早期產(chǎn)品，現(xiàn)已不常見)和硅為代表。

第二代半導(dǎo)體材料主要是以砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)為代表的化合物半導(dǎo)體材料。

第三代半導(dǎo)體材料主要是以即碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。

文章來源：功率半導(dǎo)體生態(tài)圈

審核編輯：湯梓紅