第1讲：三菱电机功率器件发展史

20世纪60年代，三菱电机推出了大功率二极管和晶闸管产品。晶闸管在电力电子产品的现代化进程中发挥了重要作用，并不断朝着更高的耐压和更大的电流发展。20世纪80年代，晶闸管从没有自灭弧功能的逆阻晶闸管发展到自灭弧型GTO（Gate Turn Off）晶闸管，这种晶闸管即使在直流电路中也能通过向栅极施加负压信号，使其从开启状态变为关闭状态。此外，GCT（Gate Commutated Turn off）晶闸管继承了GTO晶闸管的基本结构，并显著降低了栅极的阻抗，实现了高速运行和高关断性能。SGCT（Symmetrical Gate Commutated Turn off）晶闸管单元是一种具有反向阻压能力的GCT晶闸管，通过集成经过优化设计的栅极驱动器，充分发挥GCT晶闸管的性能，同时有助于降低系统设计难度。

20世纪80年代，三菱电机开发了MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）模块和IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块。MOSFET具有高速开关、电压型驱动和低损耗等优点，广泛应用于各类中小功率电力电子变换电路。IGBT集合了MOSFET的驱动功率小、开关速度快和BJT通态压降小、载流能力大的优点，成为现代电力电子技术的主要器件，在中大功率电源应用中占重要地位。

IGBT

三菱电机IGBT芯片发展史如图2所示，第4代IGBT芯片结构从平面栅结构发展为沟槽栅结构。第5代IGBT芯片在沟槽栅IGBT的基础上增加了电荷存储层，也即CSTBT™结构，改善了关断损耗和集电极发射极饱和压降的折衷关系，降低功率损耗。在此基础上，第6代和第7代IGBT芯片不断优化芯片结构，减薄晶圆厚度，损耗得到进一步的降低。