大功率半导体器件有哪些

大功率半导体器件有哪些,第1张

功率半导体器件一般是指电压等级在1200V以上,电流在300A以上的开关器件,包括大功率二极管、晶闸管、GTO、IGBT、IGCT、ETO等,900V以上的mosfet也可称为大功率器件,但是要看相应的电流等级。这些器件基本上是以硅材料为基础,经过不同的工艺生产条件生产出来。按照其功能分类,可为全控型器件和半控型器件,全控型如IGBT、IGCT、ETO等,就是通过门极可以控制器件的开通与关断,半控型器件的代表就是晶闸管,只能控制开通,而不能控制关断。

半导体主要具有三大特性:

1.热敏特性

半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性,可以制作感温元件——热敏电阻,用于温度测量和控制系统中。

值得注意的是,各种半导体器件都因存在着热敏特性,在环境温度变化时影响其工作的稳定性。

2.光敏特性

半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小;无光照时,电阻率很大。例如,常用的硫化镉光敏电阻,在没有光照时,电阻高达几十兆欧姆,受到光照时。电阻一下子降到几十千欧姆,电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性,制作出多种类型的光电器件,如光电二极管、光电三极管及硅光电池等。广泛应用在自动控制和无线电技术中。

3.掺杂特性

在纯净的半导体中,掺人极微量的杂质元素,就会使它的电阻率发生极大的变化。例如。在纯硅中掺人。百万分之—的硼元素,其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm,也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素,人为地精确地控制半导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说,几乎所有的半导体器件,都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。

扩展资料

1、半导体的组成部分

半导体的主要由硅(Si)或锗(Ge)等材料制成,半导体的导电性能是由其原子结构决定的。

2、半导体分类

(1)半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

(2)按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。

此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

3、半导体的作用与价值

目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等。其中以锗、硅材料的生产技术较成熟,用的也较多。

用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已大量使用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分。在新产品研制及新技术发展方面,比较重要的领域有:

(1)集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。

(2)微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。

(3)光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。

功率半导体器件,嘿嘿,本人的本行。功率半导体器件,以前也被称为电力电子器件,简单来说,就是进行功率处理的,具有处理高电压,大电流能力的半导体器件。给个数量吧,电压处理范围从几十V~几千V,电流能力最高可达几千A。典型的功率处理,包括变频、变压、变流、功率管理等等。

早期的功率半导体器件:大功率二极管、晶闸管等等,主要用于工业和电力系统(正因如此,早期才被称为电力电子器件)

后来,随着以功率MOSFET器件为代表的新型功率半导体器件的迅速发展,现在功率半导体器件已经非常广泛啦, 在计算机、通行、消费电子、汽车电子 为代表的4C行业(computer、communication、consumer electronics、cartronics),功率半导体器件可以说是越来越火,现在不是要节能环保吗,低碳生活,那就需要对能量的处理进行合理的管理,power是啥?通俗的理解不就是功率P=IV 吗,所以就需要对电压电流的运用进行有效的控制,这就与功率器件密不可分! 功率管理集成电路(Power Management IC,也被称为电源管理IC)已经成为功率半导体器件的热点,发展非常迅速噢!

功率半导体器件,在大多数情况下,是被作为开关使用(switch),开关,简单的说,就是用来控制电流的 通过 和 截断。 那么,一个理想的开关,应该具有两个基本的特性:

1,电流通过的时候,这个理想开关两端的电压降是零

2,电流截断的时候,这个理想开关两端可以承受的电压可以是任意大小,也就是0~无穷大

因此,功率半导体器件的研究和发展,就是围绕着这个目标不断前进的。现在的功率半导体器件,已经具有很好的性能了,在要求的电压电流处理范围内,可以接近一个比较理想的开关。

好了,扯了这么多,举几个功率半导体器件的例子吧,刚才已经说了,功率二极管,晶闸管,还有功率BJT(就是功率双极型晶体管)这些都是第一代产品了,比较老的了,第二代是以功率MOSFET为代表的新型功率半导体器件,如VDMOS、LDMOS,以及IGBT。

VDMOS 即(vertical double-diffusion MOSFET)是纵向器件,多用于分立器件;LDMOS 即(Lateral double-diffusion MOSFET),是横向器件,其三个电极均在硅片表面,易于集成,多用于功率集成电路领域。 IGBT 即 (Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极型晶体管),可以看作是功率MOS和功率BJT的混合型新器件。 IGBT目前非常火啊,国内才刚刚起步,大量需要IGBT的高技术人才,这个有钱途的。

扯了好多啊,先就这么多吧,要细说的话,可以说一天。希望我的回答对你有帮助,一字一句都是原创,望采纳


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