Cos'è un semiconduttore di potenza?
Un semiconduttore di alimentazione è un dispositivo a forma di commutazione utilizzato principalmente per controllare e convertire l'alimentazione elettrica nei circuiti elettronici.In generale, questi dispositivi utilizzano le proprietà elettroniche presenti in elementi a semiconduttore, come l'arsenuro di gallio, il germanio e il silicio.Chiamati anche dispositivi di potenza, questi gadget possono in genere dissipare più di un watt di potenza durante il funzionamento standard.Di solito sono indicati come ICS quando applicati nei circuiti integrati, che possono contenere milioni di dispositivi collegati insieme su un singolo semiconduttore. Per la maggior parte, durante gli anni '50 è stata sviluppata la forma di base di un dispositivo a semiconduttore di potenza.L'ingegnere Robert N. Hall è accreditato con l'invenzione del dispositivo.Realizzati in germanio, questi primi gadget di solito avevano una valutazione corrente di circa 35 ampere e una capacità di tensione di circa 200 volt.Confrontalo con i moderni semiconduttori di potenza, che gestiscono spesso migliaia di ampere e migliaia di volt.
Esistono diversi tipi di dispositivi a semiconduttore di potenza, tra cui un diodo di potenza, un transistor ad effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo (MOSFET), un tirista, un tiristae un transistor bipolare a gate isolato (IGBT).I diodi di potenza sono generalmente realizzati con componenti elettronici a due terminali.In genere trasportano correnti elettriche in una direzione in avanti e impediscono alla corrente di arrivare in una direzione inversa.A differenza delle loro controparti a semiconduttore a bassa potenza, sono in grado di trasmettere un volume significativo di corrente. I MOSFET di potenza
sono uno dei tipi più ampiamente utilizzati di applicazioni a semiconduttore a bassa tensione.In genere, sono meno di 200 volt e vengono utilizzati per i controller del motore, gli alimentatori e i convertitori DC a DC.Come un diodo di potenza, un MOSFET di potenza è abitualmente attrezzato per trasportare quantità considerevoli di energia elettrica.Sono spesso più efficienti a tensioni più basse e possiedono alte velocità di commutazione rispetto ad altri tipi di semiconduttori di potenza.
Un tiristore è un tipo di semiconduttore di potenza utilizzato in tutto, dai dimmer per interruttori della luce e ai sistemi di controllo della pressione ai controlli della velocità del motore e ai regolatori a livello di liquido.Composti da quattro strati, sono composti da materiali di tipo P e N alternati e comunemente hanno tre elettrodi.Sono spesso progettati per controllare un notevole volume di potenza utilizzando una piccola corrente di innesco o una tensione.
Un semiconduttore di potenza del transistor bipolare a gate isolato (IGBT) è un gadget progettato per spegnere rapidamente e acceso.Considerato un tipo di semiconduttore di potenza altamente efficiente, gli IgBT sono spesso utilizzati nei sistemi di condizionamento dell'aria e nelle auto elettriche.I sistemi stereo che contengono amplificatori di commutazione a volte usano anche IGBT per aiutare a sintetizzare forme d'onda complesse.