电力电子器件是如何定义和分类的?同处理信息的电子器件相比,它的特点...

~ 电力电子器件，又称功率半导体器件，主要应用于电力设备的电能变换和控制，这些器件通常用于处理大功率电流（数十至数千安培）和高压（数百伏特以上）。
1. 按器件能否被控制信号控制，可分为半控型、全控型和不可控型。半控型如晶闸管；全控型如GTO、GTR、Power MOSFET和IGBT；不可控型如电力二极管。
2. 按控制信号的性质，可分为电压驱动型和电流驱动型。电压驱动型如IGBT、Power MOSFET、SITH；电流驱动型如晶闸管、GTO、GTR。
3. 按控制信号波形，可分为脉冲触发型和电子控制型。脉冲触发型如晶闸管、GTO；电子控制型如GTR、Power MOSFET、IGBT。
4. 按载流子类型，可分为双极型、单极型和复合型。双极型如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR；单极型如Power MOSFET、SIT、肖特基势垒二极管；复合型如MCT、IGBT、SITH和IGCT。
电力电子器件的特点包括：
- 电力二极管：结构简单，工作可靠。
- 晶闸管：电压和电流容量高。
- IGBT：开关速度快，开关损耗小，耐脉冲电流冲击，通态压降低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。但开关速度低于Power MOSFET，电压和电流容量不及GTO。
- GTR：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低。但开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题。
- GTO：适用于大功率场合，具有电导调制效应，通流能力很强。但电流关断增益小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低。
- Power MOSFET：开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，驱动功率小且电路简单，工作频率高，无二次击穿问题。但电流容量小，耐压低，适用于功率不超过10kW的装置。
电力电子器件的制约因素包括耐压、电流容量、开关速度。
扩展资料：
1. 随着技术进步，对电力电子器件的性能和可靠性要求提高，包括更大的电流密度、更高工作温度、更强散热能力、更高工作电压、更低通态压降、更快开关时间。航天和军事应用还要求抗辐射能力和抗振动冲击能力。
2. 尽管硅基双极和场控功率器件趋于成熟，但新结构和新工艺可进一步提高性能，如Coolmos、改进型IGBT和IGCT。
3. 电力电子器件的智能化取得进展，如IPM模块，具有自诊断和保护功能。
4. 新型高频器件如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)器件发展迅速，CREE公司已实现商用的SiC二极管和MOSFET。但解决材料和制造工艺问题仍需时日。

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