功率電子器件的分類及用途：

【補充】半導體材料的發展：

第一代：Si、Ge等元素半導體材料，促進計算機及IT技術的發展，也是目前功率半導體器件的基礎材料；

第二代：GaAs、InP等化合物半導體材料，主要用于微波器件、射頻等光電子領域；

第三代：SiC、GaN等寬禁帶材料，未來在功率電子、射頻通信等領域非常有應用前景

功率電子器件的應用：

• 不控器件：典型器件是電力二極管，主要應用于低頻整流電路；

• 半控器件：典型器件是晶閘管，又稱可控硅，廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電路中，應用場景多為低頻；

• 全控器件：應用領域最廣，典型為GTO、GTR、IGBT、MOSFET，廣泛應用于工業、汽車、軌道牽引、家電等各個領域

   

1. GTO：門極可關斷晶閘管

2. GTR：電力晶體管

3. IGBT：絕緣柵雙極性晶體管

4. MOSFET：金屬氧化物半導體場效應晶體管

汽車領域及大部分工業領域目前最常用的全控器件，全控器件的基本應用場景可以用下邊這張示意圖概括

IGBT是個好東西！：

下邊是來歷！

上邊介紹的幾種全控器件，其中GTO是晶閘管的派生器件，主要應用在兆瓦級以上的大功率場合，咱們較少涉及，先討論另外幾種。

GTR（電力晶體管）：電路符號和普通的三極管一致，屬于電流控制功率器件，20世紀80年代以來在中小功率范圍內逐漸取代GTO。GTR同學特點鮮明，耐高壓、大電流、飽和壓降低是其主要優點；但是缺點也很明顯，驅動電流較大、耐浪涌電流能力差、易受二次擊穿而損壞，驅動電流大直接決定其不適合高頻領域的應用。

MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）：顧名思義，電場控制是他與GTR最明顯的區別，特性是輸入阻抗大，驅動功率小，開關速度快，工作頻率高，是不是完美彌補了GTR的缺陷？那MOS能不能完全替代GTR呢？答案是不能，MOSFET典型參數是導通阻抗，直觀理解，耐壓做的越大，芯片越厚，導通電阻越大，電流能力就會降低，因此不能兼顧高壓和大電流就成了MOS同學的短板，但別忘了，這是GTR的長處呀！

于是，混血兒IGBT誕生了

看他的簡化等效電路圖，是不是就明白什么了？

那么定義就來了，IGBT是以雙極型晶體管為主導元件,以MOSFET為驅動元件的達林頓結構，是不是很巧妙！再看他的名字“絕緣柵場效應晶體管”就很好記了

IGBT特點：

• 損耗小，耐高壓，電流密度大，通態電壓低，安全工作區域寬，耐沖擊；

• 開關頻率高，易并聯，所需驅動功率小，驅動電路簡單，輸入阻抗大，熱穩定性好等；

• 應用領域正迅速擴大，逐步取代GTR、MOSFET的市場；