站通信系统并带来更高的效率。近1~2年来，美国许多研发团队提出了在大尺寸（如6英寸）硅晶片衬底上生长氮化镓的方法，为制造较大面积的平面型功率器件提供了可能。但是由于氮化镓P型掺杂技术问题尚未得到很好的解决，氮化镓功率器件主要是GaN肖特基二极管和AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。
在器件结构上氮化镓肖特基二极管与碳化硅肖特基二极管基本一致，但是因为其薄膜生长在异种衬底上，二极管的阴极也必须在晶片上面引出，芯片面积利用率较低，并且给大电流器件的排版设计带来了困难。现在美国Velox公司正在试图推出600 V/（ 4~8）A的快恢复二极管商业产品，初步测试表明，其通态压降和开关速度都与类似的碳化硅二极管相当。
氮化镓的HEMT是利用AlGaN和GaN异质结界面上自然生成的二维电子气（2DEG）导电的一种新型器件，这种二维电子气是这种异质结的独特效果，其电子面密度和迁移率都比较高，因此可以生产出通态电阻很小的器件。美国加州大学（UCSB）研究团队报道，已研发出了1.1 kV，4.9 mΩ·cm2的平面型GaN HEMT，其优良特性指数已经接近垂直型的SiC MOSFET。但是此器件为常通器件，对电力电子电路使用不利。近期也有团队做出了阈值电压大于零的GaN HEMT，一定程度上解决了这个问题。目前关于大电流高压的氮化镓HEMT功率器件的报道还比较少。
氮化镓器件的最大优点是，在大尺寸硅晶片上生长的可能性，这对降低器件成本起到关键性的作用。但同时，氮化镓器件目前最大的问题也来自于在异种衬底材料上的生长，因为不同材料单晶晶格之间的错位，异种材料界面上不可避免地会出现高密度的各类缺陷，这些缺陷在器件应用过程中可能会严重影响器件的特性、稳定性和长期可靠性。功率器件一般需要较大的芯片尺寸并工作在较高的结温，对器件的长期稳定及可靠性的要求尤为严格，至今尚未对氮化镓功率器件作大量研究工作。因此，氮化镓器件要进入实际电力电子电路中应用，还需要投入大量研发工作，其独特的材料 特性使其拥有很大的发展空间。
四 电力拖动
与电力电子器件和转换器的快速发展相比,电机和拖动系统的载重发展已经减慢。在高性能拖动中, 机器构成了非常复杂的单元, 对于拖动系统工程, 现在热门的研究与发展话题是与机器模拟控制和状态参数估计有关的前沿研究。随着带电力电子器件的低成本变频反相器的出现, 先进的数字信号处理器、性能强大的应用型专用集成电路（ASIC）和先进的控制预算技术的出现, 交流电动机正逐步取代传统的直流电动机。工业应用最广的是带电压反馈反相器的鼠笼式异步电动机, 使用绕线转子式异步电动机的转差功率再生拖动也已经用在了数兆瓦的限速控制范围。对于转换器来说, 可以利用其单机功率和超前功率因数的优点。非常高功率的拖动(例如滚轧机和航海推进)使用带循环转换器、负载变换反相器或多级反相器系统的绕线磁极式电动机。根据电机终端的感应电压波动永磁同步电动机可以分为梯形和正弦电机, 永磁同步电动机(PMSM)广泛应用在纤维离心机、伺服系统和自动化系统。
参考文献：[1] 电力电子和电力拖动学新技术综述 杨丽洁
[2] 电子器件产业发展战略研究 北京电力电子学会 肖向峰 [3] 2011年IEEE国际电力电子器件及功率集成电路会议综述
北京工业大学电控学院 胡冬青
[4] 大功率半导体器件的发展与展望
钱照明， 盛况（浙江大学，浙江 杭州310027）
[5] 电力拖动的发展及变频调速在电力拖动中的应用 房兆源 怀候