01半导体功率器件
半导体功率器件，也被称为电力电子器件，是在电力电子装置中广泛应用的半导体元件，用于进行电能的转换和控制。电力电子装置的基本思想是将连续的能量流切割成小能量包，并对这些小包进行处理和传输，在输出端重新形成连续能量流，而实现这一过程主要依赖于功率半导体器件和特定电路结构。以下是一些电力电子器件的应用场合：
根据不同的分类标准，功率半导体器件可以分为以下几类：
根据控制特性分类
非控型器件：即正向导通、反向阻断的器件，如常见的功率二极管；
半控型器件：除了正负极外，还有一个控制极，一旦开通后无法通过控制极（栅极）关断。这主要指晶闸管（Thyristor）及其派生器件；
全控型器件：可通过栅极控制开关的器件，常见的有双极结型晶体管（BJT）、栅极关断晶闸管（GTO）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等。
根据载流子性质分类
双极型：即电子和空穴同时参与导电的器件，常见的有双极结型晶体管（BJT）、栅极关断晶闸管（GTO）；
单极型：只有电子或空穴一种载流子参与导电的器件，常见的有结型场效应晶体管（JFET）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、静电感应晶体管（SIT）等；
混合型：常见的有绝缘栅双极晶体管（IGBT）、电子加强注入型绝缘栅晶体管（IEGT）等。
③根据驱动方式分类
电流型控制器件：主要包括可控硅（SCR）、双极结型晶体管（BJT）和栅极关断晶闸管（GTO）；
电压型控制器件：主要有金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）；
光控型器件：以光控晶闸管为代表。
④根据制备材料分类
硅器件：主要使用硅材料制造的器件；
宽禁带器件：主要使用碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带材料制造的器件。
根据不同的应用场合，选择适合电流和电压等级的半导体器件类型。
02、功率器件封装简介
封装是连接芯片和外部电路的桥梁，具有以下主要功能：
①实现芯片与外部电路的电气连接；
②提供机械支撑，便于处理和焊接芯片；
③保护芯片，防止环境中的物理或化学损伤；
④提供散热通道。
功率器件的封装类型主要根据其功率大小而确定。下面介绍几种常见功率器件封装及其适用范围：
分立式封装广泛应用于小功率范围。这些器件需要焊接到印刷电路板上。由于功率损耗相对较低，散热要求不高，这种封装设计通常不采用内部绝缘，每个封装中只有一个开关。晶体管常采用这种封装类型，因此称为“晶体管外形”（TO，Transistor Outline）封装，如流行的TO-220和TO-247封装形式。
分立式封装设计需满足以下功能：
①传导负载电流和控制信号；
②提供散热能力；
③保护器件免受环境影响。
MOSFET是最常见的采用TO封装的功率器件。目前，对MOSFET的导通电阻Ron已成功实现了大幅降低。然而，TO封装的缺陷逐渐显现出来，其寄生电阻和Ron数量级相当。由于印刷电路板（PCB）的通孔是标准的，并且需要满足和保持引线之间的最小绝缘距离要求，不能简单地通过增加引脚截面积来降低引脚的寄生电阻。但可以通过优化引脚截面积的形状来解决这个问题。
TO封装的另一个弱点是为了降低成本而使用铝线连接。要改善电阻损耗，只能加粗导线或增加引线数量，但这样会带来杂散电感的问题。因此，为了更有效地利用有限的PCB空间，小功率器件也开始采用表面贴装技术（SMT），如SOT、SOP等封装类型。
对于中大功率应用，则发展向模块封装方向。单管和模块各有其优势，在不同的应用场景和具体需求下继续发展。
分立式封装还有一种称为压接封装（Press Packs）或饼形封装（Capsules）的类型，主要应用于高功率范围，目前尚不能由功率模块实现的情况。在极高功率范围中，功率芯片的大小可以达到整个晶圆的尺寸。因此，具有圆形管脚的培养皿型封装成为适合圆形芯片的理想封装形式。为了平衡压力并避免压力峰值，介于两个金属片之间放置一个鬼期间。钼是最理想的金属材料，它具有高硬度和良好的热膨胀系数。硅芯片在阳极一侧与一块刚性的钼圆盘底座烧结在一起，然后在阴极一侧通过压接与第二个钼圆片连接，使芯片位于封装内部的中心位置。
关键词：罗姆半导体器件
