เซมิคอนดักเตอร์พลังงานคืออะไร?

เซมิคอนดักเตอร์พลังงานเป็นอุปกรณ์คล้ายสวิตช์ที่ใช้เป็นหลักในการควบคุมและแปลงพลังงานไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปอุปกรณ์เหล่านี้ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่พบในองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์เช่น Gallium Arsenide, Germanium และ Siliconหรือที่เรียกว่าอุปกรณ์พลังงานอุปกรณ์เหล่านี้สามารถกำจัดพลังงานได้มากกว่าหนึ่งวัตต์ในระหว่างการทำงานมาตรฐานพวกเขามักจะเรียกว่า ICS พลังงานเมื่อนำไปใช้ในวงจรรวมซึ่งสามารถมีอุปกรณ์นับล้านที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันในเซมิคอนดักเตอร์เดี่ยว

ส่วนใหญ่รูปแบบพื้นฐานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานได้รับการพัฒนาในช่วงปี 1950วิศวกร Robert N. Hall ได้รับเครดิตด้วยการประดิษฐ์อุปกรณ์ทำจากเจอร์เมเนียมอุปกรณ์ต้นเหล่านี้มักจะมีคะแนนปัจจุบันประมาณ 35 แอมแปร์และความสามารถของแรงดันไฟฟ้าประมาณ 200 โวลต์เปรียบเทียบกับเซมิคอนดักเตอร์พลังงานสมัยใหม่ซึ่งมักจะจัดการแอมแปร์หลายพันตัวรวมถึงโวลต์หลายพันโวลต์

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานหลายชนิดมีอยู่รวมถึงไดโอดพลังงาน, เมทัลออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์และทรานซิสเตอร์สองขั้วประตูฉนวน (IGBT)ไดโอดพลังงานมักจะทำจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์สองเทอร์มินัลโดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะพกพากระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าและป้องกันไม่ให้กระแสมาในทิศทางย้อนกลับซึ่งแตกต่างจากคู่เซมิคอนดักเตอร์พลังงานต่ำของพวกเขาพวกเขาสามารถส่งปริมาณกระแสไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ mosfets พลังงานเป็นหนึ่งในแอพพลิเคชั่นเซมิคอนดักเตอร์พลังงานแรงดันต่ำที่ใช้อย่างกว้างขวางที่สุดโดยทั่วไปจะมีน้อยกว่า 200 โวลต์และใช้สำหรับตัวควบคุมมอเตอร์แหล่งจ่ายไฟและตัวแปลง DC เป็น DCเช่นเดียวกับไดโอดพลังงาน MOSFET กำลังไฟได้รับการติดตั้งตามปรกติเพื่อพกพาพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากพวกเขามักจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำและมีความเร็วในการเปลี่ยนสูงกว่าเซมิคอนดักเตอร์พลังงานชนิดอื่น ๆ

thyristor เป็นชนิดของเซมิคอนดักเตอร์พลังงานที่ใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่ Dimmers สวิตช์ไฟและระบบควบคุมแรงดันไปจนถึงการควบคุมความเร็วมอเตอร์และตัวควบคุมระดับของเหลวประกอบด้วยสี่ชั้นพวกเขาประกอบด้วยวัสดุประเภท P และประเภท N และพวกเขามักจะมีอิเล็กโทรดสามตัวพวกเขามักจะถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมปริมาณพลังงานจำนวนมากโดยใช้กระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก

Transistor Gate Bipolar Transistor (IGBT) Power Semiconductor เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อปิดและเปิดอย่างรวดเร็วถือว่าเป็นเซมิคอนดักเตอร์พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง IGBTs มักใช้ในระบบปรับอากาศและรถยนต์ไฟฟ้าระบบสเตอริโอที่มีแอมพลิฟายเออร์สลับบางครั้งก็ใช้ IGBTs เพื่อช่วยสังเคราะห์รูปแบบคลื่นที่ซับซ้อน