2025/10/17
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什么是半导体功率器件？核心芯片种类及特点，一文科普_PCIMASIA功率器件展
一、什么是半导体功率器件?
半导体功率器件是用于控制、转换和传输电能的核心半导体元件，主要用于高压、大电流、高频场景(如电源、电机驱动、新能源发电等)。
通俗讲，半导体功率器件就像“电力电子的开关/调节器”，决定电能的使用效率和质量。
二、核心芯片种类及特点
功率器件按材料和技术路线可分为传统硅基器件和宽禁带(WBG)器件(碳化硅SiC、氮化镓GaN)，以下是主流类型：
1. 传统硅基功率器件
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类型 |
子类 |
原理与特点 |
典型参数范围 |
|---|---|---|---|
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二极管 |
整流二极管 |
单向导电，将交流电转直流电；结构简单但开关速度慢。 |
电压：200V-10kV；电流：1A-1000A |
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肖特基二极管 |
基于金属-半导体接触，正向压降低（约0.3V）、开关速度快（纳秒级），但耐压低。 |
电压：20V-600V；电流：1A-100A | |
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齐纳二极管 |
反向击穿时电压稳定，用于稳压（如电源保护）。 |
电压：2V-200V；电流：1mA-100mA | |
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晶体管 |
BJT（双极结型晶体管） |
电流控制型器件（需基极电流驱动），导通压降低（约0.7V），但开关速度较慢、易发热。 |
电压：30V-1000V；电流：1A-1000A |
|
MOSFET（金属氧化物半导体场效应管） |
电压控制型器件（栅极电压驱动），开关速度快（纳秒级）、输入阻抗高，适合高频小电流场景。 |
电压：10V-1000V；电流：1A-1000A | |
|
晶闸管（Thyristor） |
普通晶闸管（SCR） |
半控型器件（仅能触发导通，无法主动关断），耐压高、电流大，适合强电场景。 |
电压：400V-10kV；电流：10A-10kA |
|
门极可关断晶闸管（GTO） |
可通过门极信号关断，但开关速度慢、损耗高，逐渐被IGBT替代。 |
电压：400V-6.5kV；电流：100A-6kA | |
|
IGBT（绝缘栅双极晶体管） |
- |
BJT与MOSFET的结合体（电压控制、电流驱动），兼具高耐压、低导通压降、中等开关速度，是中高压场景“主力”。 |
电压：600V-6.5kV；电流：10A-3000A |
总结：硅基器件成熟度高、成本低，但高频/高温性能受限(硅材料物理极限)。
文章、资料来源：芯封百科
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