在过去的20多年，出现了一些新功率半导体开关器件和功率模块，在如功率mos-fet，绝缘栅双极晶体管igbt，碳化硅（sic）器件等领域都有 了不同程度的新进展（以下未特别注明的mosfet、igbt或igct等，均是指用硅晶片制成的）。

　　1）功率mosfet

　　1979年，功率mosfet场效应晶体管问世。由于它的输入阻抗高、开关速度快和热稳定性好，可以完全代替功率晶体管gtr和中小电流的晶闸管 ，使电力电子电路如开关电源实现高频化成为可能。其电压电流定额已经达到了500v/240 a、1500v/200 a。功率mosfet的特点是开关损耗小， 但是通态功耗大，而且功率mosfet的击穿电压ub越高，通态电阻rds（on）越大。以理想的n沟道功率mosfet为例，通态电阻rds（on）和击穿电压ub 有如下关系：

　　1989年，infineon公司推出冷mos管（cco1 mcgfet），它采用了超级结（super-junction）结构，故又称做超结功率mosfet，工作电压为600～ 800v，通态电阻几乎降低了一个数量级，但仍保持着开关速度快的特点，是一种具有发展前途的高频功率半导体开关器件。

　　2）绝缘栅双极晶体管igbt

　　1982年，b.j.ba1iga将双极晶体管和功率mosfet技术组合在一起，成功地开发出第－个绝缘栅双极晶体管，取名为igt（insulated gate transistor），后来国际电力电子界通称为gbt（insu1ated gate bipo1ar transistor）。它是将mos门极（栅极）的优良输人特性和双极晶体管的 良好输出特性的功能集成在一起构成的。它的通态压降小、电流密度大，完全可以代替功率晶体管gtr和中小电流的晶问管，成为公认的最有发 展前景的一种电力电子半导体开关器件。

　　igbt的技术进展，实际上是通态压降、快速开关和高耐压能力三者的折中。igbt的门极结构有平面型和沟型两种。随着工艺和结构形式的不 同，在⒛多年的历史发展进程中，开发的igbt有以下几种类型：穿通（pt）型、非穿通（npt）型、软穿通（spt）型、沟槽型和电场截止（ps）型等。 igbt的未来发展方向是：①逆阻型igbt模块、减小输人电流畸变；②最佳模块组合，减小通态噪声；③控制du/dt和di/dt的能力，减少噪声发 射。

　　据报道，igbt则出现时，电压电流的额定值只有600v/25 a。在很长的一段时间内耐压水平都限定在1200～1700 v，经过长时间的探索研究和 改造，现在igbt的电压电流的额定值已经达到3300v/1200 a、4500v/1800al等，高压igbt单片耐压甚至达到6500v。一般igbt的工作频率上限为 20～40 khz。基于pt结构、应用新技术所制造的igbt，可以工作在150khz（硬开关）和300 khz（软开关）。

　　3）集成门极换流晶间管igct

　　集成门极换流晶闸管（integrated gate commutation thyristor）是1977年出现的一种新型高电压大电流开关器件，简称igct。它利用功率 mosfet的优点，将mos技术与晶间管组合。它的损耗比可关断晶闸管gto小，接线比gto简单可靠，并可以采用风冷。现在已开始应用于中大型功 率的电力电子变频调速系统，如mw级的变频器、新型的静止式无功功率补偿装置等。

　　4500v/4000 a igct的参数为工作频率1khz，正向压降为2.7v，di/dt=1000a/μs。

　　4）碳化硅功率半导体开关器件

　　碳化硅sic（si1icon carbide）是功率半导体开关器件晶片的理想材料。其优点是：禁带宽、工作温度高（可达600℃）热稳定性好、通态电阻小 、导热性能好、漏电流极小、pn结耐压高，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体开关器件。

　　现在已经制造出40 mm sic晶片，1990年已有30 mm sic晶片上市，在电力电子技术中，开始用sic器件代替si器件。例如，sic肖特基二极管 已有商品问世，定额为300v、600v、1200v/20a，反向恢复时间接近于零，175℃以下sic肖特基二极管的反向电流几乎不变。

　　据《电力电子》杂志2004年第4期报道，已经试制出一批sic器件样品，如sic功率mosfet，定额为：750v/15ma，rdc（on）=66mω；1998年研制 出耐压达1400v，通态电阻为311mω的sic功率mosfet。其他又如sic晶闸管，950v/16a，通态压降为3.67v；1999年研制出耐压达790v，通态压 降为1.5v，电流密度为75a/cm2的sic igbt。

　　可以预见，碳化硅将是21世纪最可能成为应用成功的新型功率半导体器件的材料。

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