在過去的20多年，出現了一些新功率半導體開關器件和功率模塊，在如功率mos-fet，絕緣柵雙極晶體管igbt，碳化硅（sic）器件等領域都有 了不同程度的新進展（以下未特別注明的mosfet、igbt或igct等，均是指用硅晶片制成的）。

　　1）功率mosfet

　　1979年，功率mosfet場效應晶體管問世。由于它的輸入阻抗高、開關速度快和熱穩定性好，可以完全代替功率晶體管gtr和中小電流的晶閘管 ，使電力電子電路如開關電源實現高頻化成為可能。其電壓電流定額已經達到了500v/240 a、1500v/200 a。功率mosfet的特點是開關損耗小， 但是通態功耗大，而且功率mosfet的擊穿電壓ub越高，通態電阻rds（on）越大。以理想的n溝道功率mosfet為例，通態電阻rds（on）和擊穿電壓ub 有如下關系：

　　1989年，infineon公司推出冷mos管（cco1 mcgfet），它采用了超級結（super-junction）結構，故又稱做超結功率mosfet，工作電壓為600～ 800v，通態電阻幾乎降低了一個數量級，但仍保持著開關速度快的特點，是一種具有發展前途的高頻功率半導體開關器件。

　　2）絕緣柵雙極晶體管igbt

　　1982年，b.j.ba1iga將雙極晶體管和功率mosfet技術組合在一起，成功地開發出第－個絕緣柵雙極晶體管，取名為igt（insulated gate transistor），后來國際電力電子界通稱為gbt（insu1ated gate bipo1ar transistor）。它是將mos門極（柵極）的優良輸人特性和雙極晶體管的 良好輸出特性的功能集成在一起構成的。它的通態壓降小、電流密度大，完全可以代替功率晶體管gtr和中小電流的晶問管，成為公認的最有發 展前景的一種電力電子半導體開關器件。

　　igbt的技術進展，實際上是通態壓降、快速開關和高耐壓能力三者的折中。igbt的門極結構有平面型和溝型兩種。隨著工藝和結構形式的不 同，在⒛多年的歷史發展進程中，開發的igbt有以下幾種類型：穿通（pt）型、非穿通（npt）型、軟穿通（spt）型、溝槽型和電場截止（ps）型等。 igbt的未來發展方向是：①逆阻型igbt模塊、減小輸人電流畸變；②最佳模塊組合，減小通態噪聲；③控制du/dt和di/dt的能力，減少噪聲發 射。

　　據報道，igbt則出現時，電壓電流的額定值只有600v/25 a。在很長的一段時間內耐壓水平都限定在1200～1700 v，經過長時間的探索研究和 改造，現在igbt的電壓電流的額定值已經達到3300v/1200 a、4500v/1800al等，高壓igbt單片耐壓甚至達到6500v。一般igbt的工作頻率上限為 20～40 khz。基于pt結構、應用新技術所制造的igbt，可以工作在150khz（硬開關）和300 khz（軟開關）。

　　3）集成門極換流晶間管igct

　　集成門極換流晶閘管（integrated gate commutation thyristor）是1977年出現的一種新型高電壓大電流開關器件，簡稱igct。它利用功率 mosfet的優點，將mos技術與晶間管組合。它的損耗比可關斷晶閘管gto小，接線比gto簡單可靠，并可以采用風冷。現在已開始應用于中大型功 率的電力電子變頻調速系統，如mw級的變頻器、新型的靜止式無功功率補償裝置等。

　　4500v/4000 a igct的參數為工作頻率1khz，正向壓降為2.7v，di/dt=1000a/μs。

　　4）碳化硅功率半導體開關器件

　　碳化硅sic（si1icon carbide）是功率半導體開關器件晶片的理想材料。其優點是：禁帶寬、工作溫度高（可達600℃）熱穩定性好、通態電阻小 、導熱性能好、漏電流極小、pn結耐壓高，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導體開關器件。

　　現在已經制造出40 mm sic晶片，1990年已有30 mm sic晶片上市，在電力電子技術中，開始用sic器件代替si器件。例如，sic肖特基二極管 已有商品問世，定額為300v、600v、1200v/20a，反向恢復時間接近于零，175℃以下sic肖特基二極管的反向電流幾乎不變。

　　據《電力電子》雜志2004年第4期報道，已經試制出一批sic器件樣品，如sic功率mosfet，定額為：750v/15ma，rdc（on）=66mω；1998年研制 出耐壓達1400v，通態電阻為311mω的sic功率mosfet。其他又如sic晶閘管，950v/16a，通態壓降為3.67v；1999年研制出耐壓達790v，通態壓 降為1.5v，電流密度為75a/cm2的sic igbt。

　　可以預見，碳化硅將是21世紀最可能成為應用成功的新型功率半導體器件的材料。

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