1.2 功率半导体器件的定义

功率半导体器件又称电力电子器件，包括功率分立器件和功率集成电路，用于对电流、电压、频率、相位、相数等进行变换和控制，以实现整流（AC/DC）、逆变（DC/AC）、斩波（DC/DC）、开关、放大等各种功能，是能耐高压或者能承受大电流的半导体分立器件和集成电路。在功率电子电路，例如整流电路、变频调速电路、开关电源电路、不间断电源（UPS）电路中，功率半导体器件一般都是起开关作用，因为在开、关两个状态下半导体器件功率损耗较小。20世纪80年代以后，随着新型功率半导体器件，如VDMOS器件、IGBT及功率集成电路的兴起，功率半导体器件步入一个新的领域，除了驱动电机之外，还为信息系统提供电源的功能，这些应用也越来越引人注目。因此，功率半导体器件在系统中的地位已不仅限于“四肢”，而是为整个系统“供血”的“心脏”。

综合来看，使用功率半导体器件的根本目的，一是将电压、电流、频率转换为负载所需要的数值；二是更有效地利用电能。功率半导体器件的广泛应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，能够大幅度提高工业生产效率、产品质量和产品性能，大幅度节约电能、降低原材料消耗，它已经愈加明显地成为加速实现我国能源、通信、交通等量大面广基础产业的技术改造和技术进步的支柱。例如，在绿色照明工程中，节能灯中使用的VDMOS产品将提高节能灯的性能及寿命，彻底纠正节能灯在人们头脑中留下的寿命短、节电但不省钱的印象，使节能灯应用到千家万户。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的出现及在空调、UPS等产品中的广泛应用，采用变频技术后，效率得到大幅提高，同时体积也大幅缩小。如逆变焊机原来要两个人才能拿动，采用了IGBT器件之后，体积只有书包大小，重量仅为几公斤，同时其性能、效率及可靠性等也得到质的飞跃。

概括而言，功率半导体器件的技术领域可以划分为两大门类，即以发电、变电、输电为代表的电力领域和以电源管理应用为代表的电子领域。随着技术的进步，这两大领域的功率半导体器件正沿着不同的路线发展。在电力领域，功率半导体器件以超大功率晶闸管、IGCT（集成门极换流晶闸管）技术为代表，继续向高电压、大电流的方向发展；而在电子领域，电源管理器件则倾向于集成化、智能化以及更高的频率和准确度。功率半导体器件的这两大技术领域由于用途各异，不存在谁替代谁的问题，这两个领域的技术发展是并行不悖的。图1-2简单归纳了功率半导体器件的分类。

图1-2 功率半导体器件分类总图