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2016.10.13 Si功率元器件

前言

前言

在Tech Web的“基础知识”里新添加了关于“功率元器件”的记述。近年来,使用“功率元器件”或“功率半导体”等说法,以大功率低损耗为目的二极管和晶体管等分立(分立半导体)元器件备受瞩目。这是因为,为了应对全球共通的 “节能化”和“小型化”课题,需要高效率高性能的功率元器件。

然而,最近经常听到的“功率元器件”,具体来说是基于什么定义来分类的呢?恐怕是没有一个明确的分类的,但是,可按以高电压大功率的AC/DC转换和功率转换为目的的二极管和MOSFET,以及作为电源输出段的功率模块等来分类等等。

在这里,分以下二个方面进行阐述:一是以传统的硅半导体为基础的“硅(Si)功率元器件”,另一是与Si半导体相比,损耗更低,高温环境条件下工作特性优异,有望成为新一代低损耗元件的“碳化硅(SiC)功率元器件”。提及功率元器件,人们当然关注SiC之类的新材料,但是,目前占有极大市场份额和应用领域的Si功率元器件的性能不断提高,令人瞠目而视。实际上,就是应利用在用途和规格方面最适合的功率元器件,所以考虑能覆盖面比较义的功率元器件。

Si功率元器件

关于Si功率元器件,大致分为以下4个方面进行阐述。

  1. Si二极管
    • 分类和特性
    • 肖特基势垒二极管
    • 快速恢复二极管
  2. Si晶体管
    • 分类和特性
    • 高耐压MOSFET
  3. 晶体管的选择方法
    • 选择流程
    • SOA、额定、温度
  4. 发挥其特征的应用事例
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Si二极管和MOSFET的种类非常多,耐压和电流变动幅度也很大。其中,主要用于电源的Si二极管可细分为肖特基势垒二极管和快速恢复二极管。MOSFET以高耐压的超级结MOSFET为主。

进而,按照要求规格说明选择晶体管时的步骤和判断方法,预计要介绍利用二极管和晶体管所拥有的特性和特征的应用事例。

均分别包含基础内容。如果是几十瓦的电源,有内置功率元器件,可减少个別地选择MOSFET或工作确认。然而,在大功率电路中,切实地纯熟掌握分立元器件极为重要。后文将详细说明如何重新确认二极管和晶体管的特性和规格值,并有机会了解最新的Si功率元器件的特征和性能。

关键要点:

・理解最新的Si功率元器件的特性和特征,再思Si功率元器件的覆盖范围及拓展。

・根据要求规格,区分选用传统的Si半导体和SiC等新材料功率元器件。

活用Si(硅)功率器件特征的应用事例