20世纪60年代以来，电力电子器件自 SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS 控制晶体管）、MCT（MOS 控制晶闸管）发展到今天的 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶体管），器件发展不断推动电力变换技术前进。

门极可关断（GTO）晶闸管是目前能承受电压最高、流过电流最大的全控型（自关断）开关器件，可由门极控制导通与关断，具有电流密度大、管压降低、导通损耗小、du/dt 耐量高等优点，目前额定电压与电流已达 6 kV/6 kA 的生产水平，最适合大功率应用。但其不足是门极为电流控制，驱动电路复杂、驱动功率大（关断增益 β=3～5）；关断过程中内部成百上千个 GTO 元胞不均匀引起阴极电流收缩（挤流）效应，应用时必须采取相应措施限制 du/dt，为此需要缓冲电路（吸收电路），既增大变频电源体积、质量与成本，又增加损耗。此外 GTO“拖尾”电流使关断损耗大、开关频率低。

在 GTO 基础上近年开发出门极换流晶闸管（GCT），采用穿透型阳极（使电荷存储时间与拖尾电流减小、制约二次击穿、可无缓冲运行）、N 缓冲层（减小硅片厚度及通态与开关损耗）、特殊环状门极（缩短开通时间且串并联容易）等新技术，既保留 GTO 高电压、大电流、低导通压降优点，又改善开通与关断性能、提高工作频率。

为尽快关断开关器件（如 1 μs 内），要求在门极 PN 不致击穿的电压（-20 V）下获得快于 4000 A/μs 的变化率，使阳极电流全部经门极极快泄流（关断增益为 1），故须采用低电感触发电路。将这种门极电路配以 MOSFET 器件与 GCT 功率组件集成在一起，即构成集成门极换流晶闸管（IGCT）。IGCT 还可将续流二极管做在同一芯片上集成逆导型，减少装置中器件数量。

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是复合型全控器件，兼具 MOSFET（输入阻抗高、开关速度快）与 GTR（耐压高、电流密度大）的优点：栅极电压控制、驱动功率小，开关损耗小、工作频率高，无二次击穿、不需缓冲电路，是目前中等功率电力电子装置中的主流器件。除低压 IGBT（1700 V/1200 A）外，已开发出高压 IGBT，可达 3.3 kV/1.2 kA 或 4.5 kV/0.9 kA。其不足是高压 IGBT 内阻大、导通损耗大；低压 IGBT 用于高压电路需多管串联。

表1-1 GTO、IGCT、IGBT 参数比较

由表1-1 可知：1 kHz 以下 IGCT 有一定优势；较高工作频率下高压 IGBT 更具优势。

此外还在开发新器件，如新型大功率 IGBT 模块——注入增强栅极晶体管（IEGT），兼有 IGBT 与 GTO 优点：开关特性相当于 IGBT、工作频率高、栅极驱动功率小（比 GTO 小两个数量级）；因电子发射区注入增强使饱和压降进一步减小；功率相同时缓冲电路容量为 GTO 的 1/10，安全工作区宽。现已有 4.5 kV/1 kA 器件，可用于高频电路。