电力电子器件的简单分类

    电力电子器件的分类方法很多，常见的分类有如下几种。

    1．根据不同的开关特性分

    ①不控器件。这种器件通常为两端器件，一般只有整流的作用而无可控的功能，如整流二极管、肖特基势垒二极管等。

    ②半控型器件。这种器件通常为三端器件，只能控制其开通而不能控制其关断，普通晶闸管( SCR)及其大部分派生器件属于这一类。

    ③全控型器件。这种器件也为三端器件，通过控制信号，既可以控制其开通，又可以控制其关断。这类器件主要有GTR、GTO、IGBT及大部分新型的电力电子器件。

    2．根据器件内参与导电的载流子情况分

    ①双极型。凡由电子和空穴两种载流子参与导电的称为双极型器件，如普通晶闸管、电力晶体管等。

    ②单极型。凡只有一种载流子参与导电的称为单极型器件。大部分场控器件属单极型，如功率MOSFET。

    ③混合型。由单极型和双极型两种器件组成的复合型器件称为混合型器件，如IGBT、MOS控制品闸管(MCT)等。

    3．根据控制信号不同分

   (1)电流控制型

    这类器件一般从控制极的电流变化来控制器件的开通或关断，有时又称之为电流驱动型。应用比较广泛的电流控制型器件可分为两大类：一类是晶体管类，如电力晶体管( GTR)、达林顿晶体管等，这类器件适用于500kW以下，380V交流供电的领域；另一类是晶闸管类，如SCR、GTO等，这类器件适用于电压更高，电流更大的应用领域。

    电流控制型器件的共同特点如下。

    ①器件内有两种载流子导电，当管子由导通转向截止时，两种载流子在复合过程中产生热量，使器件结温升高。过高的结温限制了工作频率的提高。因此，电流控制型器件比电压控制型器件的工作频率要低。

    ②电流控制型器件具有电导调制效应，使其导通压降很低，导通损耗较小，这是电流控制型器件的一大优势。

    ⑧此类器件的控制极输入阻抗较低，因此驱动电流和控制功率较大，其电路也比较复杂。

   (2)电压控制型

    这类器件的开通和关断是由电压信号进行控制的，如功率MOSFET、IGBT和MOS控制晶闸管(MCT)等。从广义上讲，一切用场控原理进行控制的电力电子器件均属电压控制型，因此，电压控制型器件也称为场效应电力电子器件或场控电力电子器件。

    场控电力电子器件一般也分为两类：一类是结型场效应器件，如静电感应晶体管( SIT)、静电感应晶闸管(SITH)等，这类器件多为常开型器件，目前多用于高频感应加热系统；另一类是绝缘栅场效应器件，如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、MOS控制晶闸管( MCT)等。由于IGBT的性能优于GTR，因此近年来基本上取代了GTR。而MCT是集高电压、大电流和高频化于一体的电压控制型器件，是未来与SCR、GTO相竞争的新型器件。

    应该指出，所有电压控制型器件都是用场控原理对其通断状态进行控制的，但是它们不一定全是单极型器件，大部分混合型器件也属电压控制型器件，少量双极型器件如SITH，也属电压控制型器件。

    电压控制型器件的共同特点如下。

    ①作为电压控制型器件，因为输入信号是加在门极的反偏结或是绝缘介质上的电压，输入阻抗很高，因此控制功率小，控制电路比较简单。

    ②对单极型器件来说，因为只有一种载流子导电，没有少数载流子的注入和存储，其开关过程中不存在像双极型器件中的两种载流子的复合问题，因而工作频率很高，其工作频率可达几百、几千千赫兹。对于混合型器件来说，其工作频率也远高于双极型器件。因此可以说，工作频率高是电压控制型器件的另一共同特点。

    ③电压控制型器件的工作温度高，抗辐射能力也强。因此，这类器件的发展前景十分广阔。