信息摘要：
電力半導(dǎo)體器件，又稱(chēng)電力半導(dǎo)體器件，或電力電子器件，屬于電力電子技術(shù)的范疇。現(xiàn)代電力電子器件有時(shí)包括介電材料和磁性材料制成的電容器和電感器，但這里我們特別指電力半...
電力半導(dǎo)體器件，又稱(chēng)電力半導(dǎo)體器件，或電力電子器件，屬于電力電子技術(shù)的范疇?，F(xiàn)代電力電子器件有時(shí)包括介電材料和磁性材料制成的電容器和電感器，但這里我們特別指電力半導(dǎo)體器件。
根據(jù)IEEE的一般定義，電力電子技術(shù)是一種能夠有效利用電力半導(dǎo)體器件，運(yùn)用電路和設(shè)計(jì)理論及分析工具實(shí)現(xiàn)電能高效轉(zhuǎn)換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已成為現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的配套技術(shù)之一。
電力電子技術(shù)離不開(kāi)電力電子轉(zhuǎn)換器。電力電子變換器是電力電子電路和轉(zhuǎn)換功率特性的裝置的總稱(chēng)。它有四種基本模式:DC-AC逆變模式、AC-AC變頻模式、AC-DC整流模式和DC-DC轉(zhuǎn)換模式。
電力電子變換器的種類(lèi)很多，但一般由不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同控制策略的電力半導(dǎo)體器件、電路組成，也被稱(chēng)為“三要素變換器”。
電力半導(dǎo)體器件是電力電子技術(shù)及其應(yīng)用器件的基礎(chǔ)，是推動(dòng)電力電子變流器發(fā)展的主要來(lái)源。電力半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)換器的核心。它們?cè)谠O(shè)備的可靠性、成本和性能方面發(fā)揮著重要作用。在過(guò)去的40年里，通用晶閘管、門(mén)斷晶閘管和絕緣柵雙極晶體管已經(jīng)成為電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展平臺(tái)。他們通?？梢员环Q(chēng)為“平臺(tái)”,因?yàn)樗麄冇幸韵绿攸c(diǎn):①長(zhǎng)生命周期的產(chǎn)品;②滲透性,廣泛應(yīng)用領(lǐng)域;③推導(dǎo),可以派生多個(gè)家庭相關(guān)的新設(shè)備。
電力電子轉(zhuǎn)換器的功率等級(jí)范圍廣，包括小功率范圍，如筆記本電腦、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等;中等功率范圍，如電力驅(qū)動(dòng)、新能源發(fā)電等;大功率范圍大，如高壓直流輸電系統(tǒng)。
電力電子變換器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電力半導(dǎo)體器件的性能提出了更高的要求。繼前幾年引入集成柵晶閘管和電子注入增強(qiáng)柵晶體管后，碳化硅和氮化鎵材料的新型電源器件出現(xiàn)了。目前，功率半導(dǎo)體的發(fā)展主要是由于功率可承受性與開(kāi)關(guān)頻率之間的矛盾。功率越高，耐壓越高，允許的開(kāi)關(guān)頻率越低。從功率半導(dǎo)體器件的個(gè)體化來(lái)看，高功率和高頻仍是現(xiàn)階段的兩個(gè)重要發(fā)展方向。
功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用需要考慮高功率電路應(yīng)用的特性，如絕緣、大電流容量等，在實(shí)際應(yīng)用中，動(dòng)態(tài)“開(kāi)”和“關(guān)”是工作特性，一般不工作在放大狀態(tài)。由電力半導(dǎo)體器件組成的電力電子變換器實(shí)現(xiàn)了電磁能量轉(zhuǎn)換，而不是簡(jiǎn)單的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。它的許多不理想的應(yīng)用特性在電力電子變流器中起著重要的作用。要充分利用好電力半導(dǎo)體器件，不僅要熟悉電力電子轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還要充分掌握器件本身的特性。
