功率电子器（qì）件的分类及用（yòng）途：

【补充】半导体材料的发展：

第一代：Si、Ge等元素半导体材料，促进计算（suàn）机及IT技（jì）术的发展，也（yě）是目前功率半导体器件的基础材料；

第二代：GaAs、InP等化合物半导（dǎo）体材料，主要用于微（wēi）波器件、射频等光电子领域；

第三代：SiC、GaN等（děng）宽禁带材（cái）料，未来在功率电子、射频通信等领域非常有应用前景。

功率电子（zǐ）器件的应用：

• 不控器件：典型器件是（shì）电力二极管，主（zhǔ）要应用于低频整流电路；

• 半控器件：典型器件是（shì）晶闸管，又称可控硅，广泛（fàn）应用（yòng）于可控整流、交流调压（yā）、无触点（diǎn）电子开关、逆变及变频等电路中，应用场景多为低频；

• 全（quán）控器件：应用领域最广，典型为（wéi）GTO、GTR、IGBT、MOSFET，广泛应用于工业、汽车（chē）、轨道牵引（yǐn）、家电等各个领域。

1. GTO：门极可关断晶闸管

2. GTR：电力晶（jīng）体（tǐ）管

3. IGBT：绝缘栅双极性晶体（tǐ）管

4. MOSFET：金属氧化物半导体场效（xiào）应晶体管

汽车领（lǐng）域及大部分工业领域目前最常用的全控器件（jiàn），全（quán）控器件的基（jī）本应用场景可以用下边这（zhè）张示意图概括：

IGBT是个好东西（xī）！

下边是来历！

上边介绍的几种全控器件，其中GTO是（shì）晶闸管的派生器件，主要应用在兆瓦级以上的大功率（lǜ）场合，咱们较少涉及，先讨论另（lìng）外几种。

GTR（电力晶体管）：电路符号和普通（tōng）的（de）三极管一致，属于电流控制功率器件，20世纪80年代以来在（zài）中小功率（lǜ）范围内（nèi）逐渐取代GTO。GTR同学（xué）特点鲜明，耐高压、大电流、饱和压降低（dī）是其主要优点；但是缺点也很明显，驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易（yì）受二次（cì）击穿而损坏，驱（qū）动电（diàn）流大直接决定（dìng）其不适合高频领域的应用。

MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：顾名（míng）思义，电场控制是他与GTR最明显的区别，特性是输入阻抗大，驱动功（gōng）率小，开关速（sù）度快，工作频率（lǜ）高（gāo），是不是完（wán）美弥（mí）补了GTR的缺陷？那MOS能不能完全替（tì）代GTR呢？答案是不能，MOSFET典型参数是导通阻抗，直观（guān）理（lǐ）解，耐压（yā）做的越大，芯片越厚，导通电阻越大，电流能力就会降低（dī），因此（cǐ）不能兼顾高（gāo）压和大电流就成了MOS同学的短板，但别忘（wàng）了，这是GTR的长处呀！

于是，混血儿IGBT诞生了！

看（kàn）他的简化等效（xiào）电路图，是不是就明白什么了？

那么定义就来（lái）了，IGBT是以（yǐ）双极（jí）型晶体管为（wéi）主导元件（jiàn），以MOSFET为驱动元件的达林顿结构，是不是很巧妙！再看他的名字“绝缘栅场效应晶体（tǐ）管”就很好记了。

IGBT特点：

• 损耗小，耐高压，电流密度大（dà），通态电压低（dī），安全工作区域宽，耐冲击；

• 开关频率高，易并联，所（suǒ）需驱动（dòng）功率小，驱动电路简单，输入阻抗（kàng）大，热稳定性好等；

• 应用领域正迅速（sù）扩大（dà），逐步取代GTR、MOSFET的市场。