電力電子器件為效率高、體積小、性能可靠的電源適配器發(fā)展提供了可靠的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的電源適配器不僅要求效率高，而且要求具有功率因數(shù)校正功能和適應(yīng)全球電源電壓范圍。 MOSFET與IGBT MOSFET經(jīng)近30年的發(fā)展，性能不斷得到改進(jìn)，耐壓的提高、柵極抗靜電擊穿能力的提高、導(dǎo)通電阻的減小、柵極電荷與密勒電荷的減小、寄生二極管的反向恢復(fù)特性的改善。現(xiàn)在MOSFET，其低耐壓器件的額定電流下的導(dǎo)通壓降已是所有的電力電子器件中最低的，甚至柵極可以用0.7V電壓驅(qū)動。高壓器件也由于Coolmos的問世，其額定電流下的導(dǎo)通壓降降低50%～70%（600V器件由12V～13V下降到約6V，800V器件約20V下降到約7.5V）；IGBT也通過20多年的發(fā)展從無抗短路能力到具有抗短路能力、從存在“二次擊穿”現(xiàn)象到無“二次擊穿”現(xiàn)象、從存在電流擎住現(xiàn)象到無電流擎住現(xiàn)象、導(dǎo)通壓降的降低、柵極電荷的減小、開關(guān)速度的提高和拖尾電流的減小（開關(guān)損耗的減小）。極大地提高了IGBT的性能。耐壓最高也達(dá)6500V，最大額定電流也提高到2400A。 從SCR到GTO再到IGCT門極可關(guān)斷晶閘管器件在大功率晶體管技術(shù)基礎(chǔ)上可以制造出門極可關(guān)斷晶閘管（GTO），到了超大規(guī)模集成電路、線條寬度亞微米時代，可制造出集成化門極可關(guān)斷晶閘管（IGCT）。從SCR到GTO是由門極不可關(guān)斷到門極可關(guān)斷，而從GTO到IGCT則是更可靠、更方便地關(guān)斷。 快速二極管的發(fā)展快速二極管向快速、軟恢復(fù)、低壓降發(fā)展。MOSFET、IGBT問世后，由于MOSFET、IGBT開關(guān)速度太快，是快速二極管的反向恢復(fù)成為功率變換器換相損耗和電磁干擾的主要原因，甚至在IGBT問世初期忽略了普通快速二極管的反向恢復(fù)與IGBT的快的開通速度之間的矛盾，在IGBT開通過程中普通快速二極管的反向恢復(fù)造成瞬態(tài)短路而常出現(xiàn)功率變換器無故損壞的現(xiàn)象，因而現(xiàn)在的IGBT模塊均為IGBT與超快速二極管的組合。在功率因數(shù)校正技術(shù)中也要求提升二極管的超快速和超軟恢復(fù)，由于600V耐壓為超快速二極管的反向恢復(fù)特性已不能滿足高性能的要求，現(xiàn)多選用一個封裝內(nèi)兩個300V超快速二極管相串聯(lián)的功率因數(shù)專用超快速二極管，但導(dǎo)通壓降上升到3V～4V（在功率因數(shù)校正技術(shù)中是允許的）。去年問世的碳化硅SBD由于耐壓高、反向恢復(fù)特性極好并且導(dǎo)通壓降接近于低壓超快速二極管，應(yīng)用碳化硅SBD，可使功率因數(shù)校正電路的性能更好。 模塊化、智能化電力電子器件向模塊化、智能化發(fā)展。將多個電力電子器件封裝在一個殼內(nèi)構(gòu)成電力電子模塊，例如：將兩個二極管或IGBT構(gòu)成半橋橋臂、四或六個二極管組成一個單相或三相橋式整流器、六個IGBT構(gòu)成三相橋式逆變器、單相整流橋或三相整流橋六個IGBT構(gòu)成的橋式逆變器和一個制動用IGBT，按預(yù)定要求將電路內(nèi)部連接好后制造成為一個變頻器專用的電力電子模塊等。這樣可以使電力電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)得到極大地簡化，體積和重量也大大減小。如果將過熱保護(hù)電路、過電流保護(hù)電路以及柵極驅(qū)動電路等封裝在模塊內(nèi)即構(gòu)成智能化電力電子模塊（IPM），IPM進(jìn)一步簡化了電路結(jié)構(gòu)。經(jīng)常可以看到小功率變頻器僅僅是一塊控制電路板和一個IPM模塊構(gòu)成。 交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)在交流電機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域，上世紀(jì)70年代，交流電動機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)還是利用晶閘管（SCR）變頻器苦苦掙扎，使變頻調(diào)速成為技術(shù)上的陽春白雪和實用中的雞肋。社會迫切需求中小功率的變頻器，從而推動了大功率晶體管模塊（GTR）的問世和發(fā)展，同時也極大地推動了中小功率變頻器的快速發(fā)展，使其真正地步入實用化。在晶體管變頻器的使用過程中也發(fā)現(xiàn)了（GTR）的導(dǎo)通損耗較大，所需的驅(qū)動功率大的問題，迫切需要導(dǎo)通損耗較小、驅(qū)動功率小的器件。在功率MOSFET問世后又派生出絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT），上世紀(jì)80年代末IGBT的性能已全面超過GTR，于上世紀(jì)90年代中期IGBT無論在性能上還是在價格上全面超過GTR（目前的低壓降型IGBT的導(dǎo)通壓降已不到2V，遠(yuǎn)低于GTR的5V），使GTR慘遭淘汰。IGBT進(jìn)入變頻器領(lǐng)域，使變頻器的性能得到質(zhì)的飛躍和廉價化。變頻器的廉價化使其應(yīng)用更加廣泛，在很多環(huán)境惡劣應(yīng)用中要求變頻器具有承受外界短路能力的需求，推動了具有抗短路能力的IGBT，時值今日變頻器中的IGBT無一例外地采用了推動了具有抗短路能力的IGBT。
　　受到380V電網(wǎng)的變頻器的廣泛應(yīng)用的鼓舞，中高壓變頻器也迫切需要脫離不能自關(guān)斷的SCR束縛。盡管GTO可以解決中高壓變頻器的器件門極可關(guān)斷問題，但GTO自身結(jié)構(gòu)的缺陷使驅(qū)動電路和電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求極高，不能被大多數(shù)電力電子工程師掌握，只能掌握在少數(shù)公司。為降低技術(shù)難度的門檻，本世紀(jì)初，在MOS控制晶閘管（MCT）和GTO基礎(chǔ)上的IGCT問世。IGCT繼承了SCR的低導(dǎo)通壓降又得益于超大規(guī)模集成電路技術(shù)，使得IGCT可以通過門極控制方便地關(guān)斷IGCT。得益于IGCT，中高壓變頻器的大規(guī)模應(yīng)用得以實現(xiàn)。可以相信IGCT必將取代GTO。 電能質(zhì)量控制 　　電力電子器件的發(fā)展促進(jìn)了電能質(zhì)量控制：在相位無功補(bǔ)償領(lǐng)域，SCR的應(yīng)用，以晶閘管控制電抗器（CTR）和晶閘管投切補(bǔ)償電容器（TSC）為代表的靜止無功補(bǔ)償技術(shù)基本上結(jié)束了旋轉(zhuǎn)的同步補(bǔ)償機(jī)使命。而應(yīng)用GTO、IGCT則可以實現(xiàn)任意波形無功補(bǔ)償器，可以補(bǔ)償電力網(wǎng)中日益增加的非線性負(fù)載造成的電流波形畸變，進(jìn)一步提高電網(wǎng)質(zhì)量和可靠性。通過上述技術(shù)可以實現(xiàn)柔性輸電，增加電網(wǎng)的輸電能力和可靠性。以上的相位無功補(bǔ)償和電流畸變無功補(bǔ)償?shù)撵o止無功補(bǔ)償技術(shù)將是今后飛速發(fā)展的電力電子技術(shù)熱門課題之一。 電子線路的供電技術(shù) 　　電力電子器件的發(fā)展促進(jìn)了電子線路的供電技術(shù)的發(fā)展。電力電子器件性能的改進(jìn)使電子線路的供電方式由整機(jī)集中供電方式而改進(jìn)為分布式板上供電方式，進(jìn)而又進(jìn)步為單元電路供電方式，其每一次進(jìn)步都使電路的可靠性和供電質(zhì)量得到提高，以高性能電力電子器件為前提條件的電源模塊問世也使電路設(shè)計得到極大地簡化。
　　電源模塊需要高性能電力電子器件。近年來MOSFET、FERD、SBD性能的進(jìn)一步提高，使電源模塊的尺寸進(jìn)一步減小、效率進(jìn)一步提高。48V以下的DC/DC電源模塊已由原來的封閉式發(fā)展到開放式。　　筆記本電腦、液晶顯示器/電視、等離子電視等電子設(shè)備需要效率高、體積小、性能可靠的電源適配器（adapter），高性能的電力電子器件為其發(fā)展提供了可靠的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的adapter不僅要求效率高，而且要求具有功率因數(shù)校正功能和適應(yīng)全球電源電壓范圍。
   模塊化提高了電路性能，減小了體積。電力電子器件的模塊化將數(shù)只電力電子器件封裝在同一外殼內(nèi)，簡化了電路結(jié)構(gòu)、減小了寄生參數(shù)，提高了電路性能，甚至可以將全部電力電子器件封裝在同一外殼內(nèi)。 背景鏈接 電力電子器件應(yīng)用注意事項在電力電子電路中電力電子器件選擇不當(dāng)將會影響電力電子電路的性能甚至可靠性降低。適當(dāng)?shù)臇艠O驅(qū)動速度： MOSFET、IGBT的開關(guān)速度快有利于降低器件的開關(guān)損耗，因而要求柵極驅(qū)動速度快。然而柵極驅(qū)動速度太快時將造成器件在開關(guān)過程中由于內(nèi)部的柵極內(nèi)阻和柵極電荷的RC充/放電過程的延遲而造成靠近柵極電極引出端區(qū)域首先開通或關(guān)斷，遠(yuǎn)離柵極電極引出端區(qū)域最后開通/關(guān)斷，可能會出現(xiàn)開通或關(guān)斷構(gòu)成的電流分布不均而損壞器件，特別是芯片尺寸較大的器件。適當(dāng)選用新一代器件：　　對于更新?lián)Q代快的電力電子器件，在電力電子產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)注意適當(dāng)選用問世年代較晚的器件。例如2001年的耐壓1200V的低導(dǎo)通壓降IGBT的導(dǎo)通壓降約1.7V～1.8V，而1999年的耐壓1200V的IGBT的導(dǎo)通壓降約2.1V～2.2V；1994年前的IGBT不具備抗短路能力，但現(xiàn)在的IGBT模塊無一例外地具備抗短路能力；在柵極電荷方面現(xiàn)在MOSFET是上世紀(jì)90年代的MOSFET減小50%以上，反向傳輸電荷減小60%以上；MOSFET的導(dǎo)通電阻減小約50%以上；反向寄生二極管也由標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)二極管改進(jìn)為快速恢復(fù)二極管，改善了換相特性。拆機(jī)件不能用于產(chǎn)品：與小信號半導(dǎo)體器件不同，電力半導(dǎo)體器件均有熱循環(huán)壽命限制。當(dāng)電力電子產(chǎn)品的使用壽命結(jié)束，其中的電力電子器件的熱循環(huán)壽命也基本終了，拆下來再用于電力電子產(chǎn)品，這時的電力電子產(chǎn)品的使用壽命將得不到保證，質(zhì)量得不到保證