關(guān)于電子行業(yè)常見(jiàn)的功率半導(dǎo)體器件，你知道有哪些嗎？

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如功率半導(dǎo)體器件。近年來(lái)，萬(wàn)物互聯(lián)的呼聲越來(lái)越高，以汽車、高鐵為代表的交通工具，以光伏、風(fēng)電為代表的新能源領(lǐng)域，以手機(jī)為代表的通信設(shè)備，以電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱為代表的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品，都在不斷提高電子化水平，其中又以新能源汽車的高度電子化最為引人注目;與此同時(shí)，工業(yè)、電網(wǎng)等傳統(tǒng)行業(yè)也在加速電子化進(jìn)程。

幾乎全行業(yè)的電子化發(fā)展，勢(shì)必大大增加了對(duì)功率半導(dǎo)體器件的需求。目前全球的功率半導(dǎo)體器件主要由歐洲、美國(guó)、日本三個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供，他們憑借先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)制造工藝，以及領(lǐng)先的品質(zhì)管理體系，大約占據(jù)了全球70%的市場(chǎng)份額。而在需求端，全球約有39%的功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)能被中國(guó)大陸所消耗，是全球最大的需求大國(guó)，但其自給率卻僅有10%，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

電力電子器件(Power Electronic Device)，又稱為功率半導(dǎo)體器件，用于電能變換和電能控制電路中的大功率(通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安，電壓為數(shù)百伏以上)電子器件?？梢苑譃榘肟匦推骷?、全控型器件和不可控型器件，其中晶閘管為半控型器件，承受電壓和電流容量在所有器件中最高;電力二極管為不可控器件，結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，工作可靠;還可以分為電壓驅(qū)動(dòng)型器件和電流驅(qū)動(dòng)型器件，其中GTO、GTR為電流驅(qū)動(dòng)型器件，IGBT、電力MOSFET為電壓驅(qū)動(dòng)型器件。

概括來(lái)說(shuō)，功率半導(dǎo)體器件主要有功率模組、功率集成電路(即PowerIC，簡(jiǎn)寫(xiě)為PIC，又稱為功率IC)和分立器件三大類;其中，功率模組是將多個(gè)分立功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行模塊化封裝;功率IC對(duì)應(yīng)將分立功率半導(dǎo)體器件與驅(qū)動(dòng)/控制/保護(hù)/接口/監(jiān)測(cè)等外圍電路集成;而分立功率半導(dǎo)體器件則是功率模塊與功率IC的關(guān)鍵。

1. MCT(MOSControlledThyristor)：MOS控制晶閘管：MCT是新型的MOS和雙極復(fù)合器件。 MCT結(jié)合了MOSFET的高阻抗，低驅(qū)動(dòng)功率和快速開(kāi)關(guān)速度的特性，以及晶閘管的高電壓和高電流特性，形成了一個(gè)高功率，高電壓，快速而完整的控制裝置。本質(zhì)上，MCT是MOS門(mén)控晶閘管。它可以在門(mén)上添加一個(gè)窄脈沖以將其打開(kāi)或關(guān)閉，它由無(wú)數(shù)個(gè)并聯(lián)的單位單元組成。

2. IGCT(IntergratedGateCommutatedThyristors)：IGCT是在晶閘管技術(shù)與IGBT和GTO技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新型器件。它適用于高壓和大容量的變頻系統(tǒng)。它是用于巨型電力電子設(shè)備的新型功率半導(dǎo)體。

3. IEGT(InjectionEnhancedGateTransistor)電子注入增強(qiáng)型柵極晶體管：IEGT是IGBT系列功率電子器件，耐壓超過(guò)4kV。通過(guò)采用增強(qiáng)的注入結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通電壓，大容量功率電子器件實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。 IEGT作為MOS系列電力電子設(shè)備具有潛在的發(fā)展前景。它具有低損耗，高速運(yùn)行，高耐壓和智能有源柵極驅(qū)動(dòng)的特性，以及利用溝槽結(jié)構(gòu)和多芯片并聯(lián)和自流共享特性。它有潛力進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)有能力。此外，可以通過(guò)模塊包裝提供許多衍生產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將在大中型變頻器應(yīng)用中使用。

4. IPEM(IntergratedPowerElactronicsModules)：集成式電力電子模塊：IPEM是一個(gè)集成了電力電子設(shè)備許多組件的模塊。首先將半導(dǎo)體器件MOSFET，IGBT或MCT以及二極管芯片封裝起來(lái)，以構(gòu)成構(gòu)件單元，然后將這些構(gòu)件單元堆疊在開(kāi)孔高電導(dǎo)率絕緣陶瓷基板上，然后是銅基板，氧化鈹陶瓷片和散熱器。在積木單元的上部，通過(guò)表面安裝將控制電路，柵極驅(qū)動(dòng)器，電流和溫度傳感器以及保護(hù)電路集成在一個(gè)薄絕緣層上。 IPEM實(shí)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的智能化和模塊化，大大降低了電路布線的電感，系統(tǒng)噪聲和寄生振蕩，并提高了系統(tǒng)效率和可靠性。

5. PEBB(PowerElectric Building Block)：功率電子模塊PEBB(PowerElectric Building Block)是基于IPEM開(kāi)發(fā)的可以處理電能集成的設(shè)備或模塊。 PEBB不是特定的半導(dǎo)體器件，它是根據(jù)最佳電路結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同器件和技術(shù)的集成。盡管它看起來(lái)很像功率半導(dǎo)體模塊，但PEBB不僅包括功率半導(dǎo)體器件，還包括柵極驅(qū)動(dòng)電路，電平轉(zhuǎn)換器，傳感器，保護(hù)電路，電源和無(wú)源器件。