功率半导体器件大纲

Bo Zhang 2023-04-20 20:00:57
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1. 理想开关 vs. 功率半导体器件

半导体器件按照应用范围可以分为两大类，分别是：

  1. 集成电路芯片方向的微电子器件
  2. 电力电子方向的功率半导体器件（Power Semiconductor Device）

我们关注的显然是后者。在电力电子系统中，功率半导体器件通常作为开关，在可控的频率内开关电流，以实现直流和交流电之间的转换。

理想开关的输出电流电压图如 1-1 所示。我们希望理想的开关有如下的特点：

图片 1-1：理想开关的输出电流电压波形

通过半导体物理的学习，我们可以推测，对于功率半导体而言，有以下缺点：

理想的功率半导体输出波形如图 1-2 所示。

图片 1-2：理想半导体器件的输出电流电压波形

这些缺点分别导致了器件的三种损耗，分别是：

因此，我们学习功率半导体器件的目的就很明确了：

  1. 理解为什么会有损耗
  2. 明确损耗的分类
  3. 如何减小损耗

2. 学习思路

当我们在谈论功率半导体器件时，通常从以下几个角度考虑：

功率半导体器件的应用如图所示：

图片 2-1：功率半导体器件的应用范围

特别地，现代电力电子系统要求功率半导体器件具备以下特点：

为此，我们将讨论以下器件：

对于每一个器件，我们将从以下几个方面讨论：

02-01-Part-0-概述
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