电力电子学是在上个世纪的七十年代形成的，在这以前，人们称它为变流技术，或者称之为功率变换技术。它是从四五十年代的整流技术发展过来的。早期从事这行业的，有西安整流器研究所，全国各大整流器厂，美国的国际整流器公司等等。西安整流器研究所的前身，机械部电器科学研究院半导体研究室是中国最早从事功率半导体的单位。成立于1947年的国际整流器公司也被认为是美国最早的半导体公司。 当晶闸管发展成为一个大家族，当一些关断时间短或易于关断的器件逐步发展后，逆变应用渐渐上升为主导的应用。此时学术界就提出应该有一门新的学科来归类这方面的发展。于是相对于信息电子学就有了电力电子学。前者处理信息而后者处理功率。更多的自动控制理论及新型电子技术也就被引入到这门学科中来。当时的应用方向偏重于工业应用、车辆拖动和电力系统，因此人们最关心的是大功率方向的发展。例如虽然已有了双向晶闸管在家电方面的广泛应用，但中国在七十年代，依然锁定了双向晶闸管向工业应用方向的发展。其后也没有发展为家电用的双向晶闸管。 中国在大功率半导体方面，和国外的差距一直并不很大。由于中国大量基本建设的需要，因而相对于国外，在现阶段大功率半导体器件有更多的用武之地。近年来先后有一些重大项目引进，更进一步缩短了和国外的差距。这是电力电子发展的一个方面。可能也是我国电力电子学会一贯重视的一个主要方面。 八十年代初MOS型器件兴起后，经过十余年的发展，电力电子更多地覆盖到了另一些领域， 如4C产业（Communication 通讯、Computer 电脑 、Consumer 消费电器、Car 汽车）。此时，其技术的先进性较少强调功率 的大小，而是着重于给这些产业提供效率更高、体小质轻的电源。如果说，大功率的电力电子强调的是执行系统，小功率的电力电子则强调电源供给。若把微电子比喻为脑子，则大电力电子强调手足的作用，而小电力电子强调心脏的作用。我国的电源学会自然会更重视后者的作用。但两者都属于电力电子。我相信两个学会都会关心电力电子在两个方面的发展。 综上所述，是各种晶闸管的二十年发展，为电力电子在工业、拖动、电力系统的发展打好了基础。电力电子学也因此形成。而其后的各种MOS型器件又经历了二十年的发展，也为4C产业的发展打下了扎实的基础。使电力电子技术向前迈了一大步。当前由于微电子和电力电子的进一步结合，功率半导体器件正在迈出第三步，可以表现在以下三个方面： 1）新型功率半导体器件的芯片制造正愈来愈多地采用了集成电路的芯片技术，换句话来说，功率半导体器件正在采用亚微米技术并向深亚微米方向发展。认为功率半导体器件只是一种低工艺水平技术的概念现在应该作出改变。当然，功率半导体器件的制造并未采用当年最先进的IC工艺技术，但这些差别却使利用较为便宜的设备成为可能，从而降低制造成本，这一点对功率半导体器件的发展是很重要的。 2）不仅是芯片技术，功率半导体器件的封装技术也正向集成电路靠拢。过去一些年来，集成电路的封装热点是采用BGA（球栅阵列）和MCM （多 芯片模块）技术，这些也已逐步成为新型功率半导体器件采用的封装方式。如IR的FlipFET及iPOWIR都采用了BGA技术，而iPOWIR同时又是最典型的MCM 技术。当然功率半导体器件在散热方面比集成电路有更高的要求，过去晶闸管包装中常见的双面散热，现在也第一次被用在MOS器件中来，DirectFET即为其中的一例。关于DirectFET, 本文将对它作一简短的专题介绍。 3）目前的一个新趋势是：功率半导体器件和集成电路往往被组合在同一个芯片或是同一个封装中。也即是说，把更多功能的控制部分和功率部分、或保护电路都组合在一个器件中。过去人们所指的功率集成电路，主要是指高压驱动电路，即用来驱动较高压的MOSFET或IGBT所用的集成电路。而当前却产生了一类称为功率管理用的集成电路及其相关的功率器件。其电压可能不高，但控制功能大大加强。最典型的是DC－DC应用中的一些器件。因此，认为功率器件只是指分立器件的概念已经有了根本转变。例如IR公司生产的和IC相关或具有特殊功能的先进器件已超过常规的分立器件，而且正进一步向生产“系统”的方向发展。有一个说法是，今后系统及IC等先进器件的生产将成为主体。在这样一个发展过程中，功率管理（Power Management）这个用语就变得愈来愈普遍。 国外关于功率管理的提法，已经相当普及，特别是在和4C产业有关的电力电子行业。其出现的频繁度甚至高于原有的电力电子。一些国外的生产企业，常自称为功率管理专家。这方面其实并不存在矛盾，因为功率管理只是电力电子发展到现阶段在某些领域的一个新提法。相对于电力电子而言，功率管理更强调了“管理”。强调了控制这方面的功能。Power这个字，其意义可为功率、电力或者电源。Management也可理解为管理或处理。所以其中文译名可以有很多种。但功率管理这四个中文字，已多次在国内出现，也许这会对标准用语方面增添一些麻烦。但国外的许多用语，有它自己的发展过程，新的用语出现常常很多。我们应该对这些新用语的出现从技术角度有更深的理解。 功率变换(Power Conversion)过去几乎就是电力电子的代名词。国外 的一本杂志，曾将电力电子的刊名改为功率变换及智能运动(PCIM)。但功率变换还不能全部包括电力电子中功率管理的内容。如功率因数调整*及低压差稳压器(LDO)等等。LDO广泛用于电脑的电源中，作为小范围电压的调整与稳定。它是一个IC，同时也包含功率器件在内。例如AC－DC电源中，可以有一个带PWM又具有零电压开通的功率器件，它同时也是一个IC。在IR把它称为集成开关(Integrated Switch)。这些都是IC和功率器件组合的典型例子 。 今年春天，在PCIM第一次在中国举办的报告会和展览会上，我曾代表IR同事作了一篇关于DirectFET的报告。这是IR公司的一个新热点。我想在这里也对这种器件作一个简单介绍。 大家知道，现在已经有很多采用表面贴装的功率器件。但那些包装形式大体是沿用了集成电路的原有包装。所以从散热角度来说，不一定最适合于功率器件。DirectFET是第一次把功率器件的双面散热引入到表面贴装型的器件中来。DirectFET的尺寸大小相当于SO－8外壳，但外壳本身的电阻仅为0.1毫欧，而SO－8却为1.5毫欧。因而使器件的电流密度增加一倍，使线路板的面积比原来用SO－8外壳时减小50％。用一对DirectFET（控制FET与同步FET）组成的同步降压变换器，可在1.3伏电压下提供30安的电流。由此组成的功率系统符合Intel最新的64位处理器Itanium2的功率管理要求。关于DirectFET的外形可参阅图一。图中显示了器件的两面，一面可看到一个栅极和两个源极引出部分，它们将直接焊在线路板上。另一面是一个铜盖，是漏极也是可散热的另一面。图二给出了DirectFET的截面图，这样就可以更清楚了解到它的结构。对习惯于大功率器件的人来说，会感到很新鲜的是：DirectFET只有5x6.35x0.7mm大小。这种器件将用于高档的笔记本电脑、服务器的电压调制模块、工作站和主机及先进的通讯和数据系统中。 我愿意在本文的文末再简要介绍一下IC和功率器件在功率模块方面的结合。可以说这是较大功率方面微电子和电力电子的结合。大家都很熟悉 IPM，即空调中常用的带智能的IGBT模块。它实际上是带有驱动IC的IGBT模块。目前更新的模块层出不穷，按不同的需要形成了一个大家族。例如PI－IPM指的是可编程序且绝缘的IPM。这种模块中采用了DSP，而且可以把软件写入。以后我将就这个大家族作一个专门的介绍。