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功率半導(dǎo)體是電子器件裝臵電磁能變換與電源電路控制的關(guān)鍵，實(shí)質(zhì)上，是根據(jù)運(yùn)用半導(dǎo)體材料的單邊導(dǎo)電率完成電源總開關(guān)和電力工程變換的作用。不論是水電工程、核電廠、火力發(fā)電廠還是風(fēng)力發(fā)電，乃至各種各樣充電電池出示的有機(jī)化學(xué)電磁能，絕大多數(shù)均沒(méi)法立即應(yīng)用，75%之上的電磁能運(yùn)用需由功率半導(dǎo)體器件開展輸出功率轉(zhuǎn)換之后才可以供機(jī)器設(shè)備應(yīng)用。

仿真模擬IC中的電池管理IC與分立器件中的功率器件作用類似，二者常常集成化在一顆集成ic中，因而功率半導(dǎo)體包含輸出功率IC和功率器件。功率半導(dǎo)體的實(shí)際主要用途是直流變頻、變相、直流變壓器、逆變電源、整流器、增長(zhǎng)幅度、電源開關(guān)等，相關(guān)產(chǎn)品具備環(huán)保節(jié)能的功效，被廣泛運(yùn)用于轎車、通訊、消費(fèi)電子產(chǎn)品和工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)。在轎車中，汽車蓄電池的鍵入電壓在12V-36V，而居民用電電壓為380V，將居民用電電壓變換至鍵入電壓的全過(guò)程稱為直流變壓器。電瓶的鍵入電流量一般是直流電源，將交流電流變換為直流電源的全過(guò)程稱為整流器。轎車運(yùn)作時(shí)，電瓶不斷輸出直流電源，而轎車的每個(gè)控制模塊必須應(yīng)用交流電流，交流電流變換為直流電源的全過(guò)程稱為逆變電源。汽車蓄電池輸出的電壓很低，不能滿足每個(gè)控制模塊的要求，將低電壓轉(zhuǎn)化成高電壓的全過(guò)程稱為增長(zhǎng)幅度。純電動(dòng)車的電機(jī)應(yīng)用的電流量是三相電。首先，電瓶輸出的直流電源歷經(jīng)逆變電源后變成單邊交流電流，將單邊交流電流變成三相電的全過(guò)程稱為變相。

功率半導(dǎo)體歸類

功率半導(dǎo)體關(guān)鍵分成功率器件、輸出功率IC。在其中功率器件經(jīng)歷了近70年的發(fā)展史：二十世紀(jì)40年代，功率器件以二極管為主導(dǎo)，關(guān)鍵商品是肖特基二極管、快修復(fù)二極管等;可控硅出現(xiàn)于1959年，強(qiáng)盛于六七十年代;近二十年來(lái)各行各業(yè)對(duì)功率器件的電壓和頻率規(guī)定愈來(lái)愈嚴(yán)苛，MOSFET和IGBT慢慢變成流行，好幾個(gè)IGBT能夠 集變成IPM控制模塊，用以大電流量和大電壓的自然環(huán)境。輸出功率IC是由功率半導(dǎo)體與光耦電路、電池管理集成ic等集成化而成的控制模塊，關(guān)鍵運(yùn)用在小電流量和低電壓的自然環(huán)境。依據(jù)可操控性歸類

依據(jù)功率半導(dǎo)體的可操控性能夠?qū)⒐β拾雽?dǎo)體分成三類：

第一類不是可控性型功率器件，主要是輸出功率二極管。輸出功率二極管一般為兩邊器件，在其中一端為負(fù)極，另一端為陽(yáng)極氧化，二極管的電源開關(guān)實(shí)際操作徹底在于釋放在負(fù)極和陽(yáng)極氧化的電壓，正指導(dǎo)通，反方向阻隔，電流方向也是單邊的，只有順向根據(jù)。二極管的啟用和關(guān)閉都不可以根據(jù)器件自身開展控制，因而將這種器件稱之為不可控性器件。

功率半導(dǎo)體歐美日三足鼎立,國(guó)產(chǎn)替代好時(shí)節(jié)

第二類是半控型功率器件，半控型器件主要是可控硅(SCR)以及繼承器件，如雙向晶閘管、逆導(dǎo)可控硅等。這類器件一般是三段器件，除陽(yáng)極氧化和負(fù)極外，還提升了一個(gè)控制用門極。半控型器件也具備單邊導(dǎo)電率，其啟用不但需要在陽(yáng)極氧化和負(fù)極間釋放順向電壓，還務(wù)必在門極和負(fù)極間鍵入順向可控性輸出功率。這類器件一旦啟用就沒(méi)法根據(jù)門極控制關(guān)閉，只有從外界更改加進(jìn)陽(yáng)、負(fù)極間的電壓旋光性或強(qiáng)制性陽(yáng)極氧化電流量變成零。這類器件的啟用可控性而關(guān)閉不可控性，因而被稱作半控型器件。

第三類是是全控型器件，以IGBT和MOSFET等器件為主導(dǎo)。這類器件也是含有控制端三端器件，其控制端不但能夠 控制啟用，也可以控制關(guān)閉，因而稱作全控型器件。

依據(jù)驅(qū)動(dòng)器方式歸類

依據(jù)驅(qū)動(dòng)器方式的不一樣，大家將功率半導(dǎo)體分成三類，第一類是電流量驅(qū)動(dòng)器型，第二類是電壓驅(qū)動(dòng)器型，第三類是光驅(qū)動(dòng)器型。

電流量驅(qū)動(dòng)器型器件有SCR、BJT、GTO等，這類器件務(wù)必有充足的工作電壓才可以使器件通斷或是關(guān)閉，實(shí)質(zhì)上是根據(jù)極電流量來(lái)控制器件。GTO和SCR一般通過(guò)浪涌電流控制，BJT則必須根據(jù)不斷的電流量控制。

電壓控制型電源電路主要是IGBT和MOSFET等，這類器件的導(dǎo)通和關(guān)閉只必須一定的電壓和不大的工作電壓，因而器件的驅(qū)動(dòng)器輸出功率不大，光耦電路非常簡(jiǎn)單。

光控開關(guān)型器件一般是專業(yè)生產(chǎn)制造的功率半導(dǎo)體器件，如光控開關(guān)可控硅。這類器件的電源開關(guān)個(gè)人行為根據(jù)光纖線和專用型光信號(hào)發(fā)射器來(lái)控制，不依靠電流量或是電壓驅(qū)動(dòng)器。

新型材料功率半導(dǎo)體大有作為，中國(guó)公司還有機(jī)會(huì)

伴隨著功率半導(dǎo)體特性規(guī)定持續(xù)提升 ，原來(lái)原材料不能滿足新的要求，新式半導(dǎo)體材料持續(xù)被開發(fā)設(shè)計(jì)出去。半導(dǎo)體材料發(fā)展史共經(jīng)歷了三代，第一代原材料是硅和鍺，第二代原材料是氮化鎵和磷化銦，第三代半導(dǎo)體材料是碳碳復(fù)合材料和氮化鎵。在不一樣的行業(yè)應(yīng)用的半導(dǎo)體材料不一樣，各種各樣半導(dǎo)體材料產(chǎn)生相輔相成的關(guān)聯(lián)。

第一代半導(dǎo)體材料

第一代半導(dǎo)體材料是鍺和硅，二十世紀(jì)50年代半導(dǎo)體材料以鍺為主導(dǎo)，基爾比開發(fā)設(shè)計(jì)出了根據(jù)鍺的集成電路芯片。鍺可用以底壓、低頻、中輸出功率晶體三極管及光檢測(cè)電源電路中，缺陷是耐輻射源和耐熱特性很差。二十世紀(jì)六十年代，硅替代鍺變成新的半導(dǎo)體材料，硅介電強(qiáng)度好，純化簡(jiǎn)易，迄今依然是運(yùn)用數(shù)最多的半導(dǎo)體材料，硅關(guān)鍵用以數(shù)據(jù)信息計(jì)算行業(yè)。

第二代半導(dǎo)體材料

第二代半導(dǎo)體材料以氮化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)為意味著。人們對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸速率規(guī)定愈來(lái)愈高，硅的傳輸速率慢，化學(xué)物質(zhì)半導(dǎo)體材料應(yīng)時(shí)而生?；瘜W(xué)物質(zhì)半導(dǎo)體材料氮化鎵和磷化銦可用以制做髙速、高頻率、功率大的及發(fā)亮電子器件器件，關(guān)鍵用以通訊行業(yè)。

第三代半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體材料特性規(guī)定持續(xù)提升 ，在高溫、強(qiáng)輻射源、功率大的自然環(huán)境下，一、二代半導(dǎo)體材料實(shí)際效果不佳，第三代半導(dǎo)體材料剛開始出類拔萃。第三代半導(dǎo)體材料又被稱作寬禁帶半導(dǎo)體材料，關(guān)鍵包含碳碳復(fù)合材料(SiC)、氮化鎵(GaN)、氮化鎵(GaAs)等，在其中碳化硅和氮化鎵較完善。與第二代半導(dǎo)體材料對(duì)比，第三代半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢(shì)是帶隙大、穿透靜電場(chǎng)高、導(dǎo)熱系數(shù)高、防輻射工作能力強(qiáng)、發(fā)亮高效率、頻率高，常見于藍(lán)、綠、紫光的發(fā)光二極管，第三代半導(dǎo)體材料的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是環(huán)境保護(hù)，不容易造成氮化鎵(GaAs)、鎵正離子、銦正離子等空氣污染物。