Co to jest półprzewodnik mocy?

Semiconductor mocy to urządzenie podobne do przełącznika używanego przede wszystkim do sterowania i przekształcania energii elektrycznej w obwodach elektronicznych.Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia te wykorzystują właściwości elektroniczne występujące w elementach półprzewodników, takich jak arsenid galu, german i krzem.Nazywane również urządzeniami zasilaczowymi, gadżety te mogą zazwyczaj rozpraszać więcej niż jeden wat mocy podczas standardowego działania.Zazwyczaj są one określane jako power ICS, gdy są stosowane w zintegrowanych obwodach, które mogą zawierać miliony urządzeń połączonych ze sobą na jednym półprzewodnikom.

W przeważającej części podstawowa forma urządzenia półprzewodnikowego power opracowano w latach 50. XX wieku.Inżynier Robert N. Hall przypisuje się wynalezienie urządzenia.Wykonane z germanu te wczesne gadżety zwykle miały aktualne ocenę około 35 amperów i pojemność napięcia około 200 woltów.Porównaj to z nowoczesnymi półprzewodnikami mocy, które często obsługują tysiące amperów, a także tysiące woltów.

Istnieje kilka rodzajów urządzeń półprzewodników mocy, w tym dioda mocy, tranzystor pola półprzewodnika tlenku metalu (MOSFET), tyrystor, tyrystor, tyrystor.oraz izolowany tranzystor dwubiegunowy (IGBT).Diody energetyczne są zwykle wykonane z dwustronnych składników elektronicznych.Zazwyczaj noszą prądy elektryczne w kierunku do przodu i zapobiegają przybyciu prądu w odwrotnym kierunku.W przeciwieństwie do ich półprzewodników o niskiej mocy, są one zdolne do przesyłania znacznej objętości prądu.

MOSFET mocy są jednym z najbardziej stosowanych rodzajów zastosowań półprzewodników o niskim napięciu.Zazwyczaj są to mniej niż 200 woltów i są używane do kontrolerów silnika, zasilaczy i przemienników prądu stałego do prądu stałego.Podobnie jak dioda mocy, MOSFET MOCE jest zwykle wyposażony do przenoszenia znacznych ilości energii elektrycznej.Często są bardziej wydajne przy niższych napięciach i mają wysokie prędkości komutacji niż inne rodzaje półprzewodników mocy.

Thyristor jest rodzajem półprzewodnika mocy stosowanego we wszystkim, od ściemarków przełącznika światła i układów kontroli ciśnienia po sterowanie prędkością silnika i regulatory na poziomie cieczy.Złożone z czterech warstw składają się z naprzemiennych materiałów typu p i N, i zwykle mają trzy elektrody.Często są one zaprojektowane w celu kontrolowania znacznej objętości mocy przy użyciu małego prądu wyzwalającego lub napięcia.

Izolowana bipolarna tranzystor (IGBT) jest gadżetem zaprojektowanym do szybkiego wyłączenia i włączania.Uważany za wysoce wydajny rodzaj półprzewodnika mocy, IGBT są często stosowane w systemach klimatyzacji i samochodach elektrycznych.Systemy stereo, które zawierają wzmacniacze przełączające czasami również używają IGBT, aby pomóc syntetyzować złożone formy fal.