综上所述，可以看到：双极型器件主要靠多子、少子导电，具有扩散与漂移两种电流形式，一般不遵守欧姆定律，电阻可调制，通态电压小，但恢复时间长；单极型器件的导电主要靠MOS电容沟道反型，遵守欧姆定律，无恢复过程，其缺点是电阻不能调制，通态内电阻偏大，难以做成大容量器件；混合型器件（如IGBT）兼有双极型和单极型两者的特点，具体特性取决于哪一种比例大。

不同的电力半导体器件具有不同的电气特性，但从其物理本质来看，都可以用统一参数来描述它们的性能，表5-5即为六个电气特性的小结。其中符号定义为ρ_n——基区电阻率；w_n和w_p—基区宽度；τ_p（L_p）—少子寿命；α₁、α₂—放大系数；U_B—反向耐压；I_L—擎住电流；I_H—维持电流。

从表5-5中可以看到，电力半导体器件的外部特性都与其内部参数密切相关，要提高电力半导体器件的电气特性就应该从其内部参数级及其结构入手，如要使功率MOSFET的电压降大幅度下降（10倍以下），应该采用Cool MOS结构；欲明显提高器件的耐压能力，则应该采用宽禁带半导体材料，如采用碳化硅材料；半导体器件耐压高的机理主要靠PN结空间电荷区；而半导体器件通大电流机理为载流子积累。另外，器件的处理功率能力与开关频率是一对矛盾，器件的实际应用，就是解决好这两对矛盾。

表5-5 电力半导体器件的六个电气特性

在5.1.3节中概要地介绍了器件安全工作区的定义及其意义。本节更仔细地介绍一下典型器件的安全工作区的概念以及系统安全区的概念。

1.功率MOSFET管的安全工作区

功率MOSFET管中重要的是正偏安全工作区（FASOA），如图5-47所示。由图可知，其二次击穿限制不存在，它的开关安全工作区成了仅由电压和电流围成的矩形，安全工作区比晶体管大。

图5-47 MOSFET器件的安全工作区

2.IGBT的安全工作区

对于IGBT来说，反偏安全工作区（RBSOA）、短路安全工作区（SCSOA）和其反并联二极管的反向恢复安全工作区（RRSOA）在应用中得到更多的关注。

反偏安全工作区，用于描述IGBT关断过程行为，主要考虑以下要点：

1）在连续开关动作模式下，器件最大可关断电流为其额定电流的2倍，如果连续关断电流超过其额定电流的2倍，一般易引起IGBT中的寄生晶闸管发生擎住效应，降低器件安全运行；

2）在任何条件下，器件内的硅片承受的电压（无论稳态或瞬态）不能超高其额定电压；(www.daowen.com)

3）考虑器件封装、引线和端子的影响，在杂散电感的作用下，关断过程中器件硅片芯片承受的电压大于器件端子电压，以器件端子电压描述的系统安全工作区并不是一个规则的矩形。

对于硅片承受的额定电压定义不同，不同器件生产厂家给出了不同的反偏安全工作区形状，两个3.3kV/1200A的IGBT反偏安全工作区如图5-48所示。

图5-48 IGBT的反偏安全工作区

图5-49 IGBT的短路安全工作区

短路安全工作区，用于描述IGBT在变换器发生短路过程行为，主要考虑以下要点：

1）如果在开通IGBT后使变换器发生短路，器件中的电路从零迅速增加至短路电流，IGBT的开通行为对整个过程有一定的影响；

2）如果在IGBT已经的开通的情况下其所在支路发生短路，器件中的电流从某个值迅速增加至短路电路，对IGBT门极的影响可能大于上一种情况；

3）由于短路电流上升迅速，短路安全工作区只对非常窄的栅极信号宽度有效，一般为10μs；

4）短路安全工作区是一不可重复容量，比如某些IGBT只可以承受100次短路事件。

一个3.3kV/1200A的IGBT短路安全工作区如图5-49所示。

反向恢复安全工作区，用于描述IGBT的反并联二极管的开关过程行为，主要考虑二极管的反向恢复特性。一个3.3kV/1200A的IGBT反并联二极管反向恢复安全工作区如图5-50所示。

图5-50 IGBT二极管反向恢复安全工作区