功率電子器件的分類（lèi）及用途：

【補充】半導體材料的發展：

第一代：Si、Ge等元素半（bàn）導體材料，促（cù）進計算機及IT技術（shù）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，主要用於微波器件、射頻（pín）等光電子領域；

第三代：SiC、GaN等寬禁帶（dài）材（cái）料，未來在功率電子（zǐ）、射頻通（tōng）信等領域非常（cháng）有應用前景。

功率電子器件的應（yīng）用：

• 不控器件：典型器件是（shì）電（diàn）力二極（jí）管，主要應用於低頻整流電路；

• 半控器件：典型器件是晶閘管，又稱可控矽，廣泛（fàn）應用於（yú）可控整流、交流調壓、無（wú）觸點電子開關、逆變（biàn）及變頻等電路中，應用場景多（duō）為低頻；

• 全控器（qì）件：應用領域最廣，典型為GTO、GTR、IGBT、MOSFET，廣泛應用於工業、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（xìng）晶體管

4. MOSFET：金屬氧化物半導體場效應（yīng）晶體管

汽車領域及（jí）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（gè）好東西！

下邊是來曆！

上（shàng）邊介紹的幾（jǐ）種全（quán）控器件，其中GTO是（shì）晶閘管的派生器件，主要應用在兆瓦級以上的大功率場（chǎng）合，咱們較少涉（shè）及，先討論另外幾種（zhǒng）。

GTR（電力晶體管）：電路符號（hào）和普通的三極管一致，屬於電流控製功率（lǜ）器件，20世紀80年代以來在中（zhōng）小功率範圍內逐漸取代GTO。GTR同學特點鮮明，耐高（gāo）壓、大電流、飽和壓降低是其主要優點；但是（shì）缺點也很明顯，驅動電流較大、耐浪湧電流能力差、易受二次擊穿而損壞，驅動電（diàn）流大直接決定其不適合高（gāo）頻領域的應用（yòng）。

MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）：顧名思（sī）義，電場控（kòng）製（zhì）是他（tā）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（quē）陷（xiàn）？那MOS能不能（néng）完全替代（dài）GTR呢？答案是不能，MOSFET典（diǎn）型參數是導通阻抗，直觀理解（jiě），耐壓做的（de）越大（dà），芯片越厚，導通電阻越大（dà），電流能力就（jiù）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（wàng）了，這是GTR的（de）長（zhǎng）處呀！

於是，混血兒IGBT誕生了！

看他的簡化等效電路圖，是不是就明白什麽了？

那麽定義（yì）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（yuán）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，耐衝擊；

• 開關頻率高，易（yì）並聯，所需（xū）驅動功率小，驅動電路簡單，輸入阻抗大，熱穩定性好等（děng）；

• 應用領（lǐng）域正迅（xùn）速擴大，逐步取代GTR、MOSFET的市場。