功率器件的主要作用及应用领域

功率元件（power components）它是反映或检查某一设备和线路电源的装置或部件。电力电子设备（Power Electronic Device），又称功率半导体器件，用于电能转换和电能控制电路中的大功率电子器件（通常指电流为数十至千安，电压超过100伏）。可分为半控制装置、全控制装置和不可控装置，其中晶闸管为半控制装置，电压和电流体积最大，电力二极管为不可控装置，结构简单，工作可靠，也可分为电压驱动装置和电流驱动装置，包括GTO、GTR是一种电流驱动器，IGBT、电力MOSFET是一种电压驱动装置。
功率放大是利用三极管的电流控制功能或场效应管的电压控制功能，将电源的功率转换为根据输入信号变化的电流。

1、不控器件
电力电子设备不能通过控制信号控制。二极管等典型设备主要用于低频整流电路。
2、半控器件
根据控制指令，电力电子设备可以控制其开关，而不能控制其关闭。晶闸管，又称晶闸管等典型设备，广泛应用于可控整流、交流压力调节、无接触开关元件、逆变器、变频等电路，应用领域多为低频。3、全控器件
可根据控制指令操纵通断，也可操纵其关闭的电力电子设备。GTO(门极可关断晶闸管)等典型器件、GTR(电力晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)应用最广泛，广泛应用于工业、车辆、轨道牵引、家电等领域。GTO是晶闸管的衍生器件，主要用于兆瓦级以上的大功率场所。
GTR属于电流操作功率器件，电路符号与一般三极管一致。自20世纪80年代以来，GTO在中小功率范围内被慢慢取代。GTR具有独特的特点，主要特点是耐高压、电流大、饱和压降低，但缺陷也很明显，如驱动电流大、耐浪涌电流差、易二次穿透损坏等，驱动电流大直接决定了其不适合高频应用领域。MOSFET和GTR最显著的区别是电场操作。其特点是输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、输出功率高。MOS是否完全填补了GTR的不足？GTR能完全取代吗？当然，答案是否定的。MOS的典型参数是通断阻抗。直观地说，耐压性越大，芯片越厚，导电阻越大，电流能力就会下降。因此，高压和大电流已成为MOS的短板。
接下来，我们将特别讨论IGBT。IGBT应以双极晶体管为主要元件，以MOS为驱动器件的达林顿结构。其特点是不仅消耗小、耐高压、电流强度高、通态电压低、安全工作区域宽、抗冲击性好，而且开关频率高、并接方便、驱动功率小、驱动电路简单、输入阻抗大、热稳定性好。IGBT的应用领域正在迅速扩大，并逐渐取代GTR、MOSFET市场。

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