不常见的半导体功率器件有哪些？

1940年贝尔实验室在研究雷达探测整流器时，发现硅存在PN1958年，美国通用电气（GE）该公司开发了世界上第一标志着电力电子技术诞生的普通晶闸管。

近年来，万物互联的呼声越来越高。几乎整个行业的电子发展都与功率半导体设备挂钩，这大大增加了对功率半导体设备的需求。根据功能和使用场景的不同，功率设备自然分为常见和不常见的类型。上次我们列出了常见的功率设备。这一次，让我们来谈谈什么是不常见的功率设备。

1.新型GTO集成门极换流晶闸管

有两种常规GTO替代品：高功率IGBT模块、新型GTO派生器-集成门极交流IGCT晶闸管。IGCT晶闸管是一种新型的大功率器件GTO与晶闸管相比，晶闸管具有可靠关闭、储存时间短、开启能力强、关闭门极电荷少、应用系统（包括阳极电抗器、缓冲电容器等所有设备及周边部件）等优良特点。

2.晶闸管脉冲功率闭合开关

该装置特别适用于传输强峰值功率(数MW）、持续时间极短(数ns）激光器、高强度照明、放电点火、电磁发射器、雷达调制器等。该装置可以在数kV在高压下快速开启，无需放电电极，使用寿命长，体积小，价格低，有望取代高压离子闸管、点火管、火花间隙开关或真空开关。

该装置独特的结构和工艺特点是:门-阴极周边长，交织高度，门极面积占芯片总面积的90%，而阴极面积仅占10%；基区空穴-电子寿命长，门-阴极的水平距离小于扩散长度。上述两种结构特性保证了该装置在开启时可以100%应用阴极面积。此外，该装置的阴极电极采用较厚的金属层，能承受瞬时峰值电流。

3.电力电子设备（PowerElectronicDevice）

电力电子设备（PowerElectronicDevice），又称功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率电子器件(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)。可分为半控制装置、全控制装置和不可控装置，其中晶闸管为半控制装置，电压和电流容量最高，电力二极管为不可控装置，结构简单，工作可靠，也可分为电压驱动装置和电流驱动装置GTO、GTR电流驱动装置，IGBT、电力MOSFET电压驱动器件。

4.MOS门极控晶闸管

MOS门极控制晶闸管充分利用晶闸管良好的通态特性、良好的开关特性，有望具有良好的自关断动态特性、非常低的通态电压降和耐高压性，成为未来电力装置和电力系统的高压大功率装置。目前，世界上有十几家公司在积极发展MCT的研究。MOS门控晶闸管主要有三种结构：MOS场控晶闸管（MCT）、晶闸管的基极电阻控制（BRT）及射极开关晶闸管（EST）。其中EST可能是MOS门控晶闸管中最有希望的结构之一。然而，该设备应真正成为商业实用设备，以取代它GTO水平还需要很长时间。

5.砷化镓二极管

随着变换器开关频率的不断提高，对快速恢复二极管的要求也随之提高。众所周知，它比硅二极管具有优越的高频开关特性，但由于工艺等原因，砷化镓二极管耐压性低，实际应用有限。高压、高速、高效、低效EMI高压砷化镓高频整流二极管的应用需Motorola公司研发成功。与硅快速恢复二极管相比，该新型二极管具有温度变化小、开关损耗低、反向恢复性好等特点。

目前，全球功率半导体设备主要由欧洲、美国和日本提供。凭借其先进的技术、制造技术和领先的质量管理体系，约占全球市场份额的70%。在国家多项科研计划的支持下，中国与国际的技术差距大幅缩小，取得了许多成就。动力半导体是许多应用领域不可或缺的上游设备，未来科技和经济的快速增长将伴随着工业的爆发而实现。