前面我們介紹了半導(dǎo)體材料的發(fā)展，而對(duì)功率半導(dǎo)體器件經(jīng)歷的發(fā)展歷程可以簡(jiǎn)述為三代，其中，第一代以晶閘管（SCR）、雙極型晶體管（BJT）、金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）等于1960s出現(xiàn) ；第二代以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的面世為代表，它于1980s出現(xiàn)；20世紀(jì)末期，第三代半導(dǎo)體器件以寬禁帶半導(dǎo)體材料為依托，主要有碳化硅（SiC） 和氮化鎵（GaN）器件，并且在大功率系統(tǒng)中碳化硅已經(jīng)得到較多的應(yīng)用，主要是碳化硅MOSFET分立器件以及模塊器件，而氮化鎵器件已經(jīng)在中小功率領(lǐng)域，如手機(jī)快充領(lǐng)域得到較多的應(yīng)用。從另一個(gè)方面來(lái)看，對(duì)于功率半導(dǎo)體器件也從結(jié)型控制器件，這里的結(jié)（Junction），典型代表是PN結(jié)，這是半導(dǎo)體器件的靈魂基礎(chǔ)，這些器件包括Diode、BJT、SCR、GTR和GTO等。

兩種不同類(lèi)型的半導(dǎo)體在相接的地方會(huì)通過(guò)載流子的擴(kuò)散和復(fù)合會(huì)形成PN結(jié)，也就是空間電荷區(qū)，對(duì)稱(chēng)PN結(jié)的空間電荷區(qū)整體表現(xiàn)為電中性，多數(shù)半導(dǎo)體器件都存在PN結(jié)結(jié)構(gòu)（注：肖特基不是PN結(jié)）。

<PN結(jié)示意圖>

從結(jié)型器件發(fā)展到場(chǎng)控器件，這里場(chǎng)指電場(chǎng)，代表器件包括MOSFET、IGBT和IGCT等，而高頻化、低功耗、全可控、場(chǎng)控化已經(jīng)成為功率半導(dǎo)體器件的主要特征，關(guān)于這些器件的特征我們已在文中提及，其實(shí)質(zhì)是材料和工藝的進(jìn)步結(jié)果。

我們將不可控器件和半可控器件除外，這里介紹的是目前多數(shù)電力電子系統(tǒng)中常用的全控型器件如IGBT和MOSFET，首先MOSFET即“金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）”，IGBT即“絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor）”，名稱(chēng)是各自英文單詞首字母的組合，方便記憶，可以說(shuō)這兩種場(chǎng)全控型器件是目前電力電子或功率領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的器件類(lèi)型，從低壓到高壓、從小功率到大功率，它們優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，組成了電力電子系統(tǒng)及設(shè)備王國(guó)，由器件組成發(fā)展為拓?fù)?、直到電力電子整體系統(tǒng)，電力電子硬件設(shè)計(jì)的核心是隨之發(fā)展的器件，尤其是功率半導(dǎo)體器件。

如下圖表是各類(lèi)功率半導(dǎo)體器件發(fā)展的過(guò)程階梯圖。

< 功 率 半 導(dǎo) 體 器 件 發(fā) 展 階 段 示 意 >