近幾年有什么新型晶閘管（功率半導(dǎo)體器件）
1.超大功率晶閘管(SCR、GTO)和光觸發(fā)晶閘管(LTT)
晶閘管(SCR/GTO)自問世以來，其功率容量提高了近3000倍。日本現(xiàn)在已投產(chǎn)8kV / 6kA和6kV / 6kA的光觸發(fā)晶閘管(LTT)。美國和歐洲主要生產(chǎn)電觸發(fā)晶閘管。由于它的高電壓、大電流特性，在高壓直流(HVDC)、靜止無功補償(SVC)、大功率直流電源及超大功率和高壓變頻調(diào)速應(yīng)用方面仍占有十分重要的地位。預(yù)計在今后若干年內(nèi)，晶閘管仍將在高電壓、大電流應(yīng)用場合得到繼續(xù)發(fā)展。
現(xiàn)在，許多生產(chǎn)商可提供額定開關(guān)功率36MVA ( 6kV/ 6kA )用的高壓大電流GTO。它具有高的導(dǎo)通電流密度、高的阻斷電壓、阻斷狀態(tài)下高的dv/dt耐量和有可能在內(nèi)部集成一個反并二極管。這些突出的優(yōu)點仍使人們對GTO感到興趣。目前，GTO的最高水平為9kV/10kA，研究水平為10kA/12kV。并有可能解決30多個高壓GTO串聯(lián)的技術(shù)，可望GTO在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方面再上一個臺階。
2.脈沖功率閉合開關(guān)晶閘管
該器件特別適用于傳送極強的峰值功率(數(shù)MW)、極短的持續(xù)時間(數(shù)ns)的放電閉合開關(guān)應(yīng)用場合，如：激光器、高強度照明、放電點火、電磁發(fā)射器和雷達(dá)調(diào)制器等。該器件能在數(shù)kV的高壓下快速開通，具有很長的使用壽命，體積小、價格比較低，可望取代目前尚在應(yīng)用的高壓離子閘流管、引燃管、火花間隙開關(guān)或真空開關(guān)等。
該器件獨特的結(jié)構(gòu)和工藝特點是：門-陰極周界很長并形成高度交織的結(jié)構(gòu)，門極面積占芯片總面積的90%，而陰極面積僅占10%;基區(qū)空穴-電子壽命很長，門-陰極之間的水平距離小于一個擴散長度。上述兩個結(jié)構(gòu)特點確保了該器件在開通瞬間，陰極面積能得到100%的應(yīng)用。此外，該器件的陰極電極采用較厚的金屬層，可承受瞬時峰值電流。
3.采用新型半導(dǎo)體材料制造的新型功率器件
(1)高壓砷化鎵(GaAs)高頻整流二極管
隨著變換器開關(guān)頻率的不斷提高，對快恢復(fù)二極管的要求也隨之提高。眾所周知，砷化鎵二極管具有比硅二極管優(yōu)越的高頻開關(guān)特性，與硅快恢復(fù)二極管相比，這種新型二極管的顯著特點是：反向漏電流隨溫度變化小、開關(guān)損耗低、反向恢復(fù)特性好。但是由于工藝技術(shù)等方面的原因，砷化鎵二極管的耐壓較低，實際應(yīng)用受到局限。
(2)碳化硅 ( SiC ) 功率器件
新型半導(dǎo)體材料碳化硅( SiC )與其他半導(dǎo)體材料相比，具有下列優(yōu)異的物理特點: 高的禁帶寬度，高的飽和電子漂移速度，高的擊穿強度，低的介電常數(shù)和高的熱導(dǎo)率。上述這些物理特性,決定了碳化硅在高溫、高頻率、高功率的應(yīng)用場合是極為理想的半導(dǎo)體材料。在同樣的耐壓和電流條件下，SiC器件的漂移區(qū)電阻要比硅低200倍，高耐壓的 SiC場效應(yīng)管的導(dǎo)通壓降，也比單極型、雙極型硅器件的低得多。而且，SiC器件的開關(guān)時間可達(dá)10nS量級。
理論分析表明，SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。但是，SiC材料和功率器件的機理、理論、制造工藝均有大量問題需要解決，它們要真正給電力電子技術(shù)領(lǐng)域帶來又一次革命，估計至少還需要十幾年的時間。
