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電力電子器件又稱為功率半導(dǎo)體器件,主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件(通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安,電壓為數(shù)百伏以上)。功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè),包括計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的筆記本、PC、服務(wù)器、顯示器以及各種外設(shè);網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的手機(jī)、電話以及其它各種終端和局端設(shè)備;消費(fèi)電子領(lǐng)域的傳統(tǒng)黑白家電和各種數(shù)碼產(chǎn)品;工業(yè)控制類中的工業(yè)PC、各類儀器儀表和各類控制設(shè)備等。除了保證這些設(shè)備的正常運(yùn)行以外,功率器件還能起到有效的節(jié)能作用。由于電子產(chǎn)品的需求以及能效要求的不斷提高,中國(guó)功率器件市場(chǎng)一直保持較快的發(fā)展速度。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示,2010年中國(guó)功率器件行業(yè)共有規(guī)模以上企業(yè)498家,全行業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入,同比增長(zhǎng),同比增長(zhǎng)。從企業(yè)經(jīng)濟(jì)類型來看,三資企業(yè)數(shù)量多,其企業(yè)數(shù)量占行業(yè)數(shù)量的。從企業(yè)數(shù)量、銷售收入以及資產(chǎn)規(guī)模來看,江蘇、廣東和浙江等省所占的份額居多。20世紀(jì)50年代,電力電子器件主要是汞弧閘流管和大功率電子管。60年代發(fā)展起來的晶閘管,因其工作可靠、壽命長(zhǎng)、體積小、開關(guān)速度快,而在電力電子電路中得到。七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻調(diào)速因節(jié)能效果而迅速發(fā)展。南通工業(yè)電子技術(shù)專業(yè)
模擬)電子技術(shù)和Digital(數(shù)字)電子技術(shù)。電子技術(shù)是對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù),處理的方式主要有:信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。電子技術(shù)是十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù),二十世紀(jì)發(fā)展迅速,應(yīng)用,成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。在十八世紀(jì)末和十九世紀(jì)初的這個(gè)時(shí)期,由于生產(chǎn)發(fā)展的需要,在電磁現(xiàn)象方面的研究工作發(fā)展得很快,1785年法國(guó)科學(xué)家?guī)靷愑蓪?shí)驗(yàn)得出電荷的庫(kù)侖定律。1895年,荷蘭物理學(xué)家亨得里克·安頓·洛倫茲假定了電子存在。1897年,英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜()用試驗(yàn)找出了電子。1904年,英國(guó)人發(fā)明了簡(jiǎn)單的二極管(diode或valve),用于檢測(cè)微弱的無線電信號(hào)。1906年,在二極管中安上了第三個(gè)電極(柵極,grid)發(fā)明了具有放大作用的三極管,這是電子學(xué)早期歷史中重要的里程碑。1948年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的幾位研究人員發(fā)明晶體管。1958年集成電路的個(gè)樣品見諸于世。集成電路的出現(xiàn)和應(yīng)用,標(biāo)志著電子技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的階段。電子產(chǎn)品電子技術(shù)研究的是電子器件及其電子器件構(gòu)成的電路的應(yīng)用。半導(dǎo)體器件是構(gòu)成各種分立、集成電子電路基本的元器件。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,各種新型半導(dǎo)體器件層出不窮?;茨衔㈦娮蛹夹g(shù)應(yīng)用高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。
1906年美國(guó)人德福雷斯特發(fā)明真空三極管,用來放大電話的聲音電流。此后,人們強(qiáng)烈地期待著能夠誕生一種固體器件,用來作為質(zhì)量輕、價(jià)廉和壽命長(zhǎng)的放大器和電子開關(guān)。1947年,點(diǎn)接觸型鍺晶體管的誕生,在電子器件的發(fā)展史上翻開了新的一頁(yè)。但是,這種點(diǎn)接觸型晶體管在構(gòu)造上存在著接觸點(diǎn)不穩(wěn)定的致命弱點(diǎn)。在點(diǎn)接觸型晶體管開發(fā)成功的同時(shí),結(jié)型晶體管論就已經(jīng)提出,但是直至人們能夠制備超高純度的單晶以及能夠任意控制晶體的導(dǎo)電類型以后,結(jié)型晶體管材真正得以出現(xiàn)。1950年,具有使用價(jià)值的早的鍺合金型晶體管誕生。1954年,結(jié)型硅晶體管誕生。此后,人們提出了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)想。隨著無缺陷結(jié)晶和缺陷控制等材料技術(shù)、晶體外誕生長(zhǎng)技術(shù)和擴(kuò)散摻雜技術(shù)、耐壓氧化膜的制備技術(shù)、腐蝕和光刻技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,各種性能優(yōu)良的電子器件相繼出現(xiàn),電子元器件逐步從真空管時(shí)代進(jìn)入晶體管時(shí)代和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時(shí)代。逐步形成作為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的半導(dǎo)體工業(yè)。由于社會(huì)發(fā)展的需要,電子裝置變的越來越復(fù)雜,這就要求了電子裝置必須具有可靠性、速度快、消耗功率小以及質(zhì)量輕、小型化、成本低等特點(diǎn)。自20世紀(jì)50年代提出集成電路的設(shè)想后。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡虼嗽诹甏推呤甏蠊β使枵鞴芎途чl管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮。全國(guó)小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。逆變器時(shí)代七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻調(diào)速因節(jié)能效果而迅速發(fā)展。電子技術(shù)是對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù),處理的方式主要有:信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。
德國(guó)的VDE和TUV以及中國(guó)的CQC認(rèn)證等國(guó)內(nèi)外認(rèn)證,來保證元器件的合格。電子元器件發(fā)展史其實(shí)就是一部濃縮的電子發(fā)展史。電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù),二十世紀(jì)發(fā)展迅速,應(yīng)用,成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。電子元器件1906年,美國(guó)發(fā)明家德福雷斯特(DeForestLee)發(fā)明了真空三極管(電子管)。代電子產(chǎn)品以電子管為。四十年代末世界上誕生了只半導(dǎo)體三極管,它以小巧、輕便、省電、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),很快地被各國(guó)應(yīng)用起來,在很大范圍內(nèi)取代了電子管。五十年代末期,世界上出現(xiàn)了塊集成電路,它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上,使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路,從而使電子產(chǎn)品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。由于,電子計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷的四個(gè)階段恰好能夠充分說明電子技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段的特性,所以下面就從電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)時(shí)代來說明電子技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段的特點(diǎn)。在20世紀(jì)出現(xiàn)并得到飛速發(fā)展的電子元器件工業(yè)使整個(gè)世界和人們的工作、生活習(xí)慣發(fā)生了翻天覆地的變化。電子元器件的發(fā)展歷史實(shí)際上就是電子工業(yè)的發(fā)展歷史。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電?;茨衔㈦娮蛹夹g(shù)應(yīng)用
綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源。南通工業(yè)電子技術(shù)專業(yè)
機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)高效率綠色電源高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。通信用高頻開關(guān)電源通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源。南通工業(yè)電子技術(shù)專業(yè)
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