(1)超大功率
晶闸管(SCR、GTO)和光触发
晶闸管(LTT)
晶闸管(SCR/GTO)自问世以来，其功率容量提高了近3000倍。日本现在已投产8kV / 6kA和6kV / 6kA
的光触发晶闸管(LTT)。美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。由于它的高电压、大电流特性，在高压直流
(HVDC)、静止无功补偿(SVC)、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍占有十分重要的地
位。预计在今后若干年内，晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。
现在，许多生产商可提供额定开关功率36MVA ( 6kV/ 6kA )用的高压大电流GTO。它具有高的导通电
流密度、高的阻断电压、阻断状态下高的dv/dt耐量和有可能在内部集成一个反并
二极管。这些突出的优
点仍使人们对GTO感到兴趣。目前，GTO的最高水平为9kV/10kA，研究水平为10kA/12kV。并有可能解决30
多个高压GTO串联的技术，可望GTO在电力系统中的应用方面再上一个台阶。
(2)脉冲功率闭合开关晶闸管
该器件特别适用于传送极强的峰值功率(数MW)、极短的持续时间(数ns)的放电闭合开关应用场合，如
：激光器、高强度照明、放电点火、电磁发射器和雷达调制器等。该器件能在数kV的高压下快速开通，具
有很长的使用寿命，体积小、价格比较低，可望取代目前尚在应用的高压离子闸流管、引燃管、火花间隙
开关或真空开关等。
该器件独特的结构和工艺特点是：门-阴极周界很长并形成高度交织的结构，门极面积占芯片总面积
的90%，而阴极面积仅占10%;基区空穴-电子寿命很长，门-阴极之间的水平距离小于一个扩散长度。上述
两个结构特点确保了该器件在开通瞬间，阴极面积能得到100%的应用。此外，该器件的阴极电极采用较厚
的金属层，可承受瞬时峰值电流。
(3)采用新型半导体材料制造的新型功率器件
随着变换器开关频率的不断提高，对
快恢复二极管的要求也随之提高。众所周知，砷化镓
二极管具有
比硅二极管优越的高频开关特性，与硅快恢复二极管相比，这种新型二极管的显著特点是：反向漏电流随
温度变化小、开关损耗低、反向恢复特性好。但是由于工艺技术等方面的原因，砷化镓二极管的耐压较低
，实际应用受到局限。
(3.2)碳化硅 ( SiC ) 功率器件
新型半导体材料碳化硅( SiC )与其他半导体材料相比，具有下列优异的物理特点: 高的禁带宽度，
高的饱和电子漂移速度，高的击穿强度，低的介电常数和高的热导率。上述这些物理特性,决定了碳化硅
在高温、高频率、高功率的应用场合是极为理想的半导体材料。在同样的耐压和电流条件下，SiC器件的
漂移区电阻要比硅低200倍，高耐压的 SiC场效应管的导通压降，也比单极型、双极型硅器件的低得多。
而且，SiC器件的开关时间可达10nS量级。
理论分析表明，SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。但是，SiC材料和功率器件的机理、理论、
制造工艺均有大量问题需要解决，它们要真正给电力电子技术领域带来又一次革命，估计至少还需要十几
年的时间。
新能源防反二极管专业制造商
