開關電源功率半導體器件性能
mos管采用“超級結”(Super-Junction)結構，故又稱超結功率MOSFET。工作電壓600V～800V，通態(tài)電阻幾乎降低了一個數(shù)量級，仍保持開關速度快的特點，是一種有發(fā)展前途的高頻功率半導體電子器件。
IGBT剛出現(xiàn)時，電壓、電流額定值只有600V、25A。很長一段時間內(nèi)，耐壓水平限于1200V～1700V，經(jīng)過長時間的探索研究和改進，現(xiàn)在IGBT的電壓、電流額定值已分別達到3300V/1200A和4500V/1800A，高壓IGBT單片耐壓已達到6500V，一般IGBT的工作頻率上限為20kHz～40kHz，基于穿通(PT)型結構應用新技術制造的IGBT，可工作于150kHz(硬開關)和300kHz(軟開關)。
IGBT的技術進展實際上是通態(tài)壓降，快速開關和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結構形式的不同，IGBT在20年歷史發(fā)展進程中，有以下幾種類型：穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、軟穿通(SPT)型、溝漕型和電場截止(FS)型。
碳化硅SiC是功率半導體器件晶片的理想材料，其優(yōu)點是：禁帶寬、工作溫度高(可達600℃)、熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小、導熱性能好、漏電流極小、PN結耐壓高等，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導體電子元器件。
可以預見，碳化硅將是21世紀最可能成功應用的新型功率半導體器件材料。
開關電源功率半導體器件
功率MOSFET
1979年，功率MOSFET場效應晶體管問世。由于它的輸入阻抗高、開關速度快和熱穩(wěn)定性好，可以完全代替功率晶體管GTR和中小電流的晶閘管 ，使電力電子電路如開關電源實現(xiàn)高頻化成為可能。其電壓電流定額已經(jīng)達到了500V/240 A、1500V/200 A。功率MOSFET的特點是開關損耗小， 但是通態(tài)功耗大，而且功率MOSFET的擊穿電壓UB越高，通態(tài)電阻RDS（on）越大。
絕緣柵雙極晶體管IGBT
1982年，B.J.Ba1iga將雙極晶體管和功率MOSFET技術組合在一起，成功地開發(fā)出第－個絕緣柵雙極晶體管，取名為IGT（Insulated Gate Transistor），后來國際電力電子界通稱為GBT（Insu1ated Gate Bipo1ar Transistor）。它是將MOS門極（柵極）的優(yōu)良輸人特性和雙極晶體管的 良好輸出特性的功能集成在一起構成的。它的通態(tài)壓降小、電流密度大，完全可以代替功率晶體管GTR和中小電流的晶問管，成為公認的最有發(fā) 展前景的一種電力電子半導體開關器件。
集成門極換流晶間管IGCT
集成門極換流晶閘管（Integrated Gate Commutation Thyristor）是1977年出現(xiàn)的一種新型高電壓大電流開關器件，簡稱IGCT。它利用功率 MOSFET的優(yōu)點，將MOS技術與晶間管組合。它的損耗比可關斷晶閘管GTO小，接線比GTO簡單可靠，并可以采用風冷。現(xiàn)在已開始應用于中大型功 率的電力電子變頻調(diào)速系統(tǒng)，如MW級的變頻器、新型的靜止式無功功率補償裝置等。
碳化硅功率半導體開關器件
碳化硅SiC（Si1icon Carbide）是功率半導體開關器件晶片的理想材料。其優(yōu)點是：禁帶寬、工作溫度高（可達600℃）熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小 、導熱性能好、漏電流極小、PN結耐壓高，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導體開關器件。
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