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电力电子器件发展概况及应用现状

发布时间:2008-07-06     作者:蒋超 , 陈海民      

摘要:本文简单回顾了电力电子技术及其器件的发展过程,介绍了现在主流的电力电子器件的工作原理、应用范围及其优缺点,探讨了在21世纪中新型电力电子器件的应用展望。
汽车的节能具有重要意义。  

     已用SiC材料制作出普通晶闸管、双极晶体管(BJT)、IGBT、功率MOSFET(175V/2A、600V/1 8A)、SIT(600MHz/225W/200V/fmax=4GHz)、PN结二极管(300K温度下耐压达4 5kV)和肖特基势垒二极管(300K温度下耐压达1kV),广泛运用于火车机头、有轨电车、工业发电机和高压输电变电装置中。

磷化铟材料

     InP是一种ⅢⅤ族化合物半导体材料,是继Si和GaAs之后的新一代电子功能材料。它具有更高的击穿电场、更高的热导率、高场下更高的电子平均速度,且表面复合速率比GaAs低几乎3个数量级,使得InPHBT可在低电流下工作,可作为高速、高频微波器件的材料,频率可达340GHz。

锗化硅材料

     据报道www.cechina.cn,德国TenicTelefunkenMicroelectronic公司计划于1998年一季度开始批量生产无线应用的SiGe芯片www.cechina.cn,其截止频率为50GHz~110GHz。这标志着SiGe器件正式进入应用领域。

结论

     电力电子器件的应用已深入到工业生产和社会生活的各个方面,实际的需要必将极大地推动器件的不断创新。 微电子学中的超大规模集成电路技术将在电力电子器件的制作中得到更广泛的应用; 具有高载流子迁移率、强的热电传导性以及宽带隙的新型半导体材料,如砷化镓、碳化硅、人造金刚石等的运用将有助于开发新一代高结温、高频率、高动态参数的器件。从结构看,器件将复合型、模块化; 从性能看,发展方向将是提高容量和工作频率、降低通态压降、减小驱动功率、改善动态参数和多功能化; 从应用看控制工程网版权所有,MPS电力整流管、MOSFET、IGBT、MCT是最有发展前景的器件。今后研制工作的重点将是进一步改善MPS的软反向恢复特性控制工程网版权所有,提高IGBT和MCT的开关频率和额定容量,研制智能MOSFET和IGBT模块,发展功率集成电路以及其它功率器件。GTO将继续在超高压、大功率领域发挥作用; 功率MOSFET在高频、低压、小功率领域具有竟争优势; 超高压(8000V以上)、大电流普通晶闸管在高压直流输电和静止无功功率补偿装置中的作用将会得到延续控制工程网版权所有,而低压普通晶闸管和GTR则将逐步被功率MOSFET(600V以下)和IGBT(600V以上)所代替; MCT最具发展前途。可以预见,电力电子器件的发展将会日新月异,电力电子器件的未来将充满生机。


 


标签:电力电子技术,功率集成电路,晶闸管,应用,
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