信息摘要：
電力半導體器件，又稱電力半導體器件，或電力電子器件，屬于電力電子技術的范疇。現代電力電子器件有時包括介電材料和磁性材料制成的電容器和電感器，但這里我們特別指電力半...
電(dian)力(li)(li)(li)半(ban)導(dao)體器(qi)件(jian)，又稱電(dian)力(li)(li)(li)半(ban)導(dao)體器(qi)件(jian)，或電(dian)力(li)(li)(li)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)，屬于電(dian)力(li)(li)(li)電(dian)子(zi)技術的(de)范疇。現代電(dian)力(li)(li)(li)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)有(you)時包括介電(dian)材料(liao)和磁性材料(liao)制成的(de)電(dian)容器(qi)和電(dian)感器(qi)，但這里(li)我們(men)特(te)別(bie)指電(dian)力(li)(li)(li)半(ban)導(dao)體器(qi)件(jian)。
根(gen)據IEEE的一般定義，電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子(zi)技術(shu)是一種能夠有效利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)力半(ban)導體器件(jian)，運用(yong)電(dian)(dian)(dian)路和設計理論及分析工具實(shi)現(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)能高效轉換和控制的技術(shu)。電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子(zi)技術(shu)始于(yu)20世(shi)紀70年代(dai)，經過40多年的發(fa)展，已成(cheng)為現(xian)(xian)代(dai)工業社會的配套技術(shu)之一。
電(dian)力(li)電(dian)子技(ji)術(shu)離(li)不開電(dian)力(li)電(dian)子轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器。電(dian)力(li)電(dian)子變(bian)換(huan)器是電(dian)力(li)電(dian)子電(dian)路和轉(zhuan)(zhuan)換(huan)功率特性的(de)裝置的(de)總稱。它有(you)四種(zhong)基本模(mo)式(shi)(shi):DC-AC逆變(bian)模(mo)式(shi)(shi)、AC-AC變(bian)頻模(mo)式(shi)(shi)、AC-DC整流模(mo)式(shi)(shi)和DC-DC轉(zhuan)(zhuan)換(huan)模(mo)式(shi)(shi)。
電力電子(zi)變(bian)換器(qi)的種類很多，但(dan)一般由(you)不同拓撲結(jie)構、不同控制策略的電力半導體器(qi)件、電路組成，也被稱為“三要素變(bian)換器(qi)”。
電(dian)(dian)力(li)(li)半導(dao)體器(qi)(qi)件(jian)是電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子技術及(ji)其應用器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)基礎，是推(tui)動電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子變流器(qi)(qi)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)主要來源。電(dian)(dian)力(li)(li)半導(dao)體器(qi)(qi)件(jian)是現代(dai)電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子轉換器(qi)(qi)的(de)(de)核心。它們在(zai)設(she)備的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)、成(cheng)本和性(xing)能方面發(fa)(fa)揮(hui)著重(zhong)要作用。在(zai)過去的(de)(de)40年里，通用晶閘管(guan)、門斷晶閘管(guan)和絕(jue)緣柵雙極(ji)晶體管(guan)已經(jing)成(cheng)為(wei)電(dian)(dian)力(li)(li)半導(dao)體器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)平臺(tai)。他(ta)(ta)們通常(chang)可(ke)以(yi)被稱為(wei)“平臺(tai)”,因(yin)為(wei)他(ta)(ta)們有以(yi)下特點:①長(chang)生命(ming)周期的(de)(de)產品;②滲透(tou)性(xing),廣泛應用領域;③推(tui)導(dao),可(ke)以(yi)派生多個(ge)家庭(ting)相關的(de)(de)新設(she)備。
電力電子轉(zhuan)換器(qi)的(de)功(gong)率等級范(fan)圍(wei)廣(guang)，包括小(xiao)功(gong)率范(fan)圍(wei)，如筆記本電腦、冰箱、洗衣機(ji)、空(kong)調等;中(zhong)等功(gong)率范(fan)圍(wei)，如電力驅動、新能(neng)源發電等;大功(gong)率范(fan)圍(wei)大，如高壓直流輸電系統。
電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子變換器(qi)的應用越(yue)來越(yue)廣泛，對電(dian)(dian)力(li)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)(jian)的性能提出了(le)更高(gao)(gao)(gao)的要(yao)求。繼前幾年(nian)引(yin)入(ru)集(ji)成柵(zha)晶閘管(guan)(guan)和電(dian)(dian)子注入(ru)增強柵(zha)晶體(ti)管(guan)(guan)后，碳化硅和氮化鎵材料的新(xin)型電(dian)(dian)源(yuan)器(qi)件(jian)(jian)出現了(le)。目前，功率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)的發(fa)展(zhan)主要(yao)是由于功率(lv)可承(cheng)受性與開關頻率(lv)之間的矛盾。功率(lv)越(yue)高(gao)(gao)(gao)，耐壓越(yue)高(gao)(gao)(gao)，允許的開關頻率(lv)越(yue)低。從(cong)功率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)(jian)的個體(ti)化來看，高(gao)(gao)(gao)功率(lv)和高(gao)(gao)(gao)頻仍是現階段的兩(liang)個重要(yao)發(fa)展(zhan)方向。
功(gong)率(lv)半(ban)(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)的應(ying)用(yong)(yong)需要考慮高功(gong)率(lv)電(dian)(dian)(dian)路應(ying)用(yong)(yong)的特(te)性(xing)，如絕(jue)緣(yuan)、大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)容量等(deng)，在實際(ji)應(ying)用(yong)(yong)中，動態(tai)“開”和(he)“關”是工(gong)(gong)作(zuo)特(te)性(xing)，一般不(bu)工(gong)(gong)作(zuo)在放大(da)(da)狀態(tai)。由(you)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)半(ban)(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)組成(cheng)的電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子(zi)變換(huan)器(qi)(qi)實現(xian)了電(dian)(dian)(dian)磁能量轉換(huan)，而(er)不(bu)是簡單(dan)的開/關狀態(tai)。它(ta)的許多不(bu)理想的應(ying)用(yong)(yong)特(te)性(xing)在電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子(zi)變流(liu)器(qi)(qi)中起著重(zhong)要的作(zuo)用(yong)(yong)。要充(chong)分利用(yong)(yong)好電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)半(ban)(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)，不(bu)僅要熟悉電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子(zi)轉換(huan)器(qi)(qi)的拓撲結構(gou)，還要充(chong)分掌握(wo)器(qi)(qi)件(jian)本身(shen)的特(te)性(xing)。
