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广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类。自 20世纪 50年代以来，真空器件（Vacuum Valve）仅在频率很高（如微波）的大功率高频电源中还在使用，而电力半导体器件已取代了汞弧整流器、闸流管等电真空器件，成为绝对主力。因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。
电力半导体器件（Power Semiconductor Device）所采用的主要材料仍然是硅，同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征如下。
1）处理电功率的能力远大于处理信息的电子器件
能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力是最重要的参数。电力半导体器件处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，大多都远大于处理信息的电子器件。
2）电力电子器件一般都工作在开关状态
导通时（通态），阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定。
阻断时（断态），阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定。
电力电子器件的动态特性，也就是开关特性和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题。在作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替。
3）电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制
在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大，这就是电力电子器件的驱动电路。
4）自身功率较大，一般都要安装散热器
在导通时电力电子器件上有一定的通态压降，形成通态损耗；在阻断时，器件上有微小的断态漏电流流过，形成断态损耗。为保证不因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上讲究散热设计，在其工作时一般都要安装散热器。
通常电力电子器件的断态漏电流极小，因此通态损耗是器件功率损耗的主要成因。在器件开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。
电力电子系统由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路三部分组成，如图 2－1所示。
图 2－1 电力电子器件在实际应用中的系统组成
（1）控制电路按系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的通或断，来完成整个系统的功能。
（2）有的电力电子系统中，还需要有检测电路。广义上，往往它和驱动电路等主电路之外的电路都归为控制电路，从而粗略地说电力电子系统是由主电路和控制电路组成的。
（3）主电路中的电压和电流一般都较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流，因此在主电路和控制电路连接的路径上，如驱动电路与主电路的连接处，或者驱动电路与控制信号的连接处，以及主电路与检测电路的连接处，一般需要进行电气隔离，通过其他手段（如光、磁等）来传递信号。
（4）由于主电路中往往有电压和电流的过冲，而电力电子器件一般比主电路中普通的元器件要昂贵，但承受过电压和过电流的能力却要差一些，因此，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行。
中转站——电力电子器件的发展历程及趋势
电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面。其中，电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“龙头”。从1958年美国通用电气（GE）公司研制出世界上第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。到了20世纪70年代，晶闸管开始形成由低压小电流到高压大电流的系列产品。同时，非对称晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等晶闸管派生器件相继问世，广泛应用于各种变流装置。由于它们具有体积小、质量轻、功耗小、效率高、响应快等优点，其研制及应用得到了飞速发展。
由于普通晶闸管不能自关断，属于半控型器件，因此被称作第一代电力电子器件。在实际需要的推动下，随着理论研究和工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展，先后出现了GTR、GTO、功率MOSET等自关断、全控型器件，被称为第二代电力电子器件。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展，如IGPT、MCT、HVIC等就是这种发展的产物。
目前，电力电子器件的应用已深入到工业生产和社会生活的各个方面，实际的需要必将极大地推动器件的不断创新。微电子学中的超大规模集成电路技术将在电力电子器件的制作中得到更广泛的应用；具有高载流子迁移率、强的热电传导性及宽带隙的新型半导体材料，如砷化镓、碳化硅、人造金刚石等的运用将有助于开发新一代高结温、高频率、高动态参数的器件。从结构看，器件将复合型、模块化；从性能看，发展方向将是提高容量和工作频率、降低通态压降、减小驱动功率、改善动态参数和多功能化；从应用看，MPS电力整流管、MOSFET、IGBT、MCT是极有发展前景的器件。
今后研制工作的重点将是进一步改善MPS的软反向恢复特性，提高IGBT和MCT的开关频率和额定容量，研制智能MOSFET和IGBT模块，发展功率集成电路及其他功率器件。GTO将继续在超高压、大功率领域发挥作用；功率MOSFET在高频、低压、小功率领域具有竞争优势；超高压（8000V以上）、大电流普通晶闸管在高压直流输电和静止无功功率补偿装置中的作用将会得到延续，而低压普通晶闸管和GTR则将逐步被功率MOSFET（600V以下）和IGBT（600V以上）所代替；MCT极具发展前途。
想一想
（1）同处理信息的电子器件相比，电力电子器件有哪些特征？
（2）电力电子系统由哪些部分组成？