什么是半导体功率器件

什么是半导体功率器件,第1张

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

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

(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

在知道大功率器件之前,我们要先知道功率器件是什么意思,功率器件是电子元件和电子器件的总称,是电子装置中,电能转换与电路控制的核心,它利用半导体单向导电的特性改变电子装置中电压、频率、相位和直流交流转换等的功能。

而大功率器件一般是指电压等级在1200V以上,电流在300A以上,输出功率比较大的电子元器件。典型的大功率器件包括大功率二极管、晶闸管SCR、双极型功率晶体管IGBT、功率晶体管GTR、IGCT、GTO、ETO、SIT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。

其中,IGCT是在晶闸管技术的基础上结合IGBT和GTO等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中,是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。

IGCT是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器功率0.5~3MW,三电平逆变器1~6MW;若反向二极管分离,不与IGCT集成在一起,二电平逆变器功率可扩至4/5MW,三电平扩至9MW。

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,按照其功能也有所分类:

1. 按照导通、关断的受控情况可分为不可控、半控和全控型功率器件,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;

2. 按照载流子导电情况可分为双极型、单极型和复合型功率器件;

3. 按照控制信号情况,可以分为电流驱动型和电压驱动型功率器件。

根据它们的这些结构和特点应用领域也不完全相同,主要由电子元件业、半导体分立器件和集成电路业等部分组成。功率电子器件被广泛应用于电源,伺服驱动,变频器,电机保护器等功率电子设备主要得益于它们的自身优势:

1、器件能够快速恢复,以满足越来越高的速度需要。

2、通态压降降低。

3、电流控制能力增大。

4、额定电压耐压高。

5、温度与功耗。

随着技术的不断进步,功率半导体器件在不断演进。自上世纪80年代起,功率半导体器件MOSFET、IGBT和功率集成电路逐步成为了主流应用类型。随着科技的发展,今后对于半导体的产品应用还会产生哪些变化,或者是衍生出哪些新型的元器件都未可知,值得期待。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/7447157.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-05
下一篇 2023-04-05

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存