功率半導體模塊

功率半導體器件以功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(功率mosfet，常簡寫為功率mos)、絕緣柵雙極晶體管(igbt)以及功率集成電路(power ic，常簡寫為pic)為主。這些器件或集成電路能在很高的頻率下工作，而電路在高頻工作時能更節能、節材，能大幅減少設備體積和重量。尤其是集成度很高的單片片上功率系統(power system on a chip，簡寫psoc)，它能把傳感器件與電路、信號處理電路、接口電路、功率器件和電路等集成在一個硅芯片上，使其具有按照負載要求精密調節輸出和按照過熱、過壓、過流等情況自我進行保護的智能功能。國際專家把它的發展喻為第二次電子學革命。

1、高壓晶閘管 　2、用於未來能量轉換中的igbt和快速開關二極管 　3、採用超級結技術的超高速開關器件 　4、應用於高功率電源的sic元件

功率電子模塊的集成度 　半導體模塊之間的差異，不僅僅體現在連接技術方面。另一個差別因素是附加有源和無源器件的集成度。根據集成度不同，可分為以下幾類：標準模塊，智能功率模塊（ipm），（集成）子系統。在ipm被廣泛使用（尤其在亞洲地區）的同時，集成子系統的使用只剛剛起步。 　

1、智能功率模塊（ipms） 　

智能功率模塊的特點在於除了功率半導體器件外，還有驅動電路。許多ipm模塊也配備了温度傳感器和電流平衡電路或用於電流測量的分流電阻。通常智能功率模塊也集成了額外保護和監測功能，如過電流和短路保護，驅動器電源電壓控制和直流母線電壓測量等。 　

然而，大部分智能功率模塊沒有對功率側的信號輸入進行電氣隔離。只有極少數的ipm包含了一個集成光耦。另一種隔離方案是採用變壓器 進行隔離。 　

通常，小規模的ipm的特點在於其引線框架技術。穿孔銅板用作功率開關和驅動ic的載體。通過一層薄薄的塑料或絕緣金屬板進行散熱。 　

用於中高功率應用的ipm模塊的設計特點是將模塊分為兩個層次。功率半導體在底部，驅動器和保護電路在上部。本領域內名氣最大的ipm是賽米控的skiip?，已面市超過了10年。這種無底板ipm系列產品的最大額定電流是2400a，包括一個驅動器和保護功能，加上電流傳感器、電氣隔離和電源。這些模塊裝在風冷或水冷冷卻器上，並在供貨前進行全面的測試。 　

一個有趣的趨勢是將標準模塊升級為ipm。可直接或使用帶驅動電路（通過彈簧連接）的適配器板來進行升級。賽米控的skypertm驅動器是這方面理想的產品。 　

2、集成子系統 　

所有這些ipm的共同點是真實的“智能”，即將設定點值轉換成驅動脈衝序列的控制器不包含在模塊中。賽米控是250kw以下轉換器用集成子系統的核心製造商。skaitm模塊也是ipm，其特點是集成了dsp控制器，除脈寬調製外，還可進行其它通信任務。這些子系統也包含集成直流環節電容器，一個輔助電源，精密電流傳感器和一個液體冷卻器。。