전자 시스템의 가장 기본적인 구성 요소인 반도체 전력 장치는 자동차 전자 장치, 가전 제품, 네트워크 통신, 전자 장비, 항공 우주, 군사 장비, 계측, 산업 자동화 및 의료 전자 장치를 비롯한 다양한 산업에서 중요한 역할을 합니다. 이 기사에서 Chendaxing은 전력 장치의 정의와 분류를 소개합니다.
개별 전력 반도체 장치는 어떻게 정의됩니까?
전력 전자 장치라고도 알려진 전력 반도체 개별 장치(전력 전자 장치)는 주 회로에서 직접 사용되어 전기 에너지를 처리함으로써 전력 변환 또는 제어를 달성할 수 있는 전자 장치를 의미합니다. 그 기능은 크게 전력변환, 전력증폭, 전력스위칭, 회로보호, 정류로 분류된다.
전력 반도체 개별 장치는 전력 반도체 개별 장치(전력 모듈 포함)와 전력 반도체 집적 회로(Power IC)의 두 가지 주요 범주로 크게 분류될 수 있습니다. 이 중 전력반도체 개별소자는 특정한 기본 기능을 수행하도록 설계된 반도체 소자를 말하며, 기능적으로 더 이상 세분화될 수 없다.
1957년 미국의 General Electric(GE)은 세계 최초의 산업용{1}}급 사이리스터를 개발하여 개별 전력 반도체 장치의 탄생을 알렸습니다. 개별 전력 반도체 소자의 개발은 사이리스터를 중심으로 한 1단계, MOSFET 및 IGBT로 대표되는 2단계를 거쳐 이제 와이드-밴드갭 반도체 소자를 중심으로 새로운 단계로 진입하고 있습니다.
개별 전력 반도체 장치는 어떻게 분류됩니까?
장치 구조에 따라 다이오드, 파워 트랜지스터, 사이리스터 등으로 분류됩니다. 이 중 전력 트랜지스터는 BJT(바이폴라 접합 트랜지스터), JFET(접합 전계 효과 트랜지스터), MOSFET(금속{2}}산화물{3}}반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), IGBT(절연{5}}게이트 바이폴라 트랜지스터)로 더 세분화됩니다.
전력 처리 기능에 따라 저{0}}전압, 저전력-개별 반도체 장치로 분류됩니다. 중간-전력 개별 반도체 장치; 고전력-이산형 반도체 장치; 및 고-전압, 초-고전력-전력 개별 반도체 장치.
구동 회로(파워 다이오드 제외)에 의해 제어 단자와 공통 단자 사이에 인가되는 신호의 특성에 따라 전류-구동형과 전압-구동형으로 분류할 수 있습니다.
전류-구동: 제어 단자에서 전류를 주입하거나 추출하여 꺼지는 전력 반도체 개별 장치입니다.
전압-구동: 제어 단자와 공통 단자 사이에 특정 전압 신호를 인가하여 켜거나 끄는 전력 반도체 장치입니다.
제어 회로 신호가 장치를 제어하는 정도에 따라 비제어, 반-제어, 완전 제어로 분류할 수 있습니다.
제어되지 않는 장치: 켜짐/꺼짐 상태를 제어 신호로 제어할 수 없는 전력 반도체 개별 장치입니다. 대표적인 장치로는 파워 다이오드가 있습니다.
반-제어 장치: 제어 신호로 전도를 제어할 수 있지만 꺼짐을 제어할 수 없는 전력 장치- 대표적인 장치에는 사이리스터와 그 파생 장치의 대부분이 포함됩니다.
완전 제어 장치: 제어 신호가 켜기-및 끄기-를 모두 조절할 수 있는 개별 전력 반도체 장치입니다. 대표적인 장치로는 절연-게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT), 전력 전계 효과 트랜지스터(FET), 게이트-턴-사이리스터 등이 있습니다.
장치 전도에 두 가지 유형의 전하 캐리어-전자와 정공-이 관여하는 방식에 따라 전력 반도체 개별 장치는 단극 장치, 양극 장치 및 복합 장치로 분류될 수 있습니다.
단극 장치: 한 가지 유형의 전하 캐리어(전자 또는 정공)만 전도에 참여하는 전력 반도체 개별 장치입니다.
양극성 장치: 전자와 정공이 모두 전도에 참여하는 전력 반도체 개별 장치.
복합 장치: 유니폴라 및 바이폴라 장치의 통합으로 형성된 개별 전력 반도체 장치.
전력 반도체 장치에 사용되는 기판 재료를 기반으로 기존 개별 전력 반도체 장치는 3세대로 분류될 수 있습니다.
1-세대 반도체 재료는 주로 게르마늄(초기 제품, 현재는 흔하지 않음)과 실리콘으로 대표됩니다.
2-세대 반도체 소재는 주로 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP)과 같은 화합물 반도체 소재입니다.
3세대-세대 반도체 재료는 주로 실리콘 카바이드(SiC) 및 갈륨 질화물(GaN)과 같은 넓은-밴드갭 반도체 재료입니다.