完善資料讓更多小伙伴認識你，還能領(lǐng)取20積分哦，立即完善>
標簽 > 功率器件
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。本章詳細介紹了：功率器件定義，功率器件龍頭企業(yè)，最新功率器件，分立器件與功率器件，功率器件測試，功率半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)。
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT. IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT. IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
做半導(dǎo)體功率器件的公司有哪些？
中大功率IGBT：
ABB
Infineon
Mitsubishi
Semikron
Hitachi
Fuji
南車株洲（收購的Dynex）
常見的功率器件
隨著半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的發(fā)展與改進，降低了對電壓、電流、功率以及頻率進行控制的成本。同時，隨著集成電路、微處理器及超大規(guī)模集成電路（VLSI）在控制電路里的使用，大大提高了其控制的精度。一些常見的功率器件，如電力二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）及它們的符號和容量描述如下。本文暫不涉及它們的物理和工作特性等細節(jié)問題，有興趣的朋友可以參考其他資料。
電力二極管
電力二極管是具有兩個端子的PN結(jié)器件。當(dāng)陽極電勢與陰極電勢之差大于器件通態(tài)壓降時，即器件處于正向偏置時，器件導(dǎo)通并傳導(dǎo)電流。器件的通態(tài)壓降一般為0.7V。當(dāng)器件反向偏置時，如陽極電勢小于陰極電勢的情況，器件關(guān)斷并進入阻態(tài)。在關(guān)斷模式下，流經(jīng)二極管的電流波形如圖1所示，電流先降為零并且繼續(xù)下降，隨后上升回到零值。
反向電流的存在是因為反向偏置導(dǎo)致器件中出現(xiàn)了反向恢復(fù)電荷。器件恢復(fù)阻斷能力的最小時間為；二極管的反向恢復(fù)電荷為，即圖示存在反向電流流動的區(qū)域。二極管自身除正向?qū)▔航低?，并不存在正向電壓阻斷能力。使?dǎo)通二極管關(guān)斷的唯一方式是施加反向偏置，如在陽極和陰極兩端加負電壓。需要注意的是，與其它器件不同，二極管不受低電壓信號控制。
反向恢復(fù)時間在幾微秒到十幾微秒之間的二極管被歸為低開關(guān)頻率器件。它們主要應(yīng)用在開關(guān)時間同通態(tài)時間相比可以忽略的場合，其中開關(guān)時間包括導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間兩部分。因此，這類二極管通常作為整流器用以將交流電整流為直流電，這樣的二極管被稱為電力二極管。電力二極管可以承受上千安培的電流和幾千伏的電壓，并且它們的開關(guān)頻率通常限制為市電的工頻頻率。
對于需要快速開關(guān)的應(yīng)用場合，首選快恢復(fù)二極管。這類二極管的反向恢復(fù)時間僅需幾納秒，可承受幾百安培電流和幾百伏電壓，但其通態(tài)壓降為2-3V?？旎謴?fù)二極管常見于電壓超過60-100V的快速開關(guān)整流器及逆變器中。而在低于60-100V的低電壓開關(guān)應(yīng)用中，可以使用肖特基二極管，其通態(tài)壓降為0.3V，因此，同電力二極管和快恢復(fù)二極管相比，肖特基二極管在電能轉(zhuǎn)換上的效率更高。
MOSFET
該器件是一類只需低電壓即可控制開通、關(guān)斷的場效應(yīng)晶體管，并具有30kHz到1MHz范圍的更高開關(guān)頻率。器件的容量多設(shè)計為100-200V時，可承受100A的電流；在1000V時，可承受10A的電流。這類器件在通態(tài)時的行為類似于電阻，因此可用作電流傳感器，從而在驅(qū)動系統(tǒng)中減少一個分立的電流傳感器，比如霍爾效應(yīng)電流傳感器，進而節(jié)省了成本并增強了電子封裝的緊湊性。MOSFET總是伴隨著一個反并聯(lián)的體二極管，該二極管有時也被稱作寄生二極管。體二極管并非超快速開關(guān)器件并且具有更高的電壓降。由于體二極管的緣故，MOSFET并沒有反向電壓阻斷能力。圖2為N溝道MOSFET器件的符號及其在不同柵源電壓下，漏電流與漏源電壓之間的特性曲線，通常柵源電壓值不會超過20V。為了減少開關(guān)噪聲的影響，在實際情況下，一般傾向于在柵源極間施加一個-5V左右的反向偏置電壓，這樣，為保證使器件導(dǎo)通，噪聲電壓必須大于閥值門控電壓和負偏置電壓之和。在低成本的驅(qū)動控制中，沒有條件為反向偏置門電路增加一路負邏輯電源，但許多工業(yè)驅(qū)動器卻需要這樣的保護電路。
門控電壓信號以源極作為參考電位。該信號由微處理器或者數(shù)字信號處理器產(chǎn)生。一般來說，處理器不太可能具備直接驅(qū)動門極所需的電壓和電流容量。因此，在處理器的輸出及門極輸入之間需要加入電平轉(zhuǎn)換電路，使控制信號在器件導(dǎo)通瞬間具有5-15V的輸出電壓，同時具有大電流驅(qū)動能力（長達幾毫秒，根據(jù)不同應(yīng)用有所不同），這也被稱為門極驅(qū)動放大電路。由于各輸入邏輯電平信號由共同的電源供電，而各門極驅(qū)動電路連接著不同的MOSFET源極，各源極電平可能處于不同狀態(tài)，所以，門極驅(qū)動放大電路同輸入邏輯電平信號之間是相互隔離的。為了產(chǎn)生隔離作用，在低電壓（《300V）時，采用單芯片光耦隔離；在小于1000V時，采用帶有高頻變壓器連接的DC-DC變換電路隔離；或者在高壓（》1000V）時；采用光纖連接進行隔離。針對不同電壓等級的各種隔離方法在實際應(yīng)用中或有體現(xiàn)。
在門極驅(qū)動電路中，通常集成了過流、過壓及低壓保護電路。通過檢測MOSFET的漏源壓降可以獲知電流，而通過檢測變換器電路的直流輸入電壓可以提供電壓保護。這些都可以通過成本便宜的電阻進行檢測。典型的門極驅(qū)動電路如圖3所示。在很多門極驅(qū)動電路中，通過在門極信號放大電路前加入與電路，可將電流和電壓保護信號整合到門極輸入信號中。在這種情況下，需要更加注意保證的是，與電路和放大電路之間信號的延時必須非常小，以使得延時不會影響瞬間保護。目前已有單芯片封裝形式的門極驅(qū)動電路，這些芯片經(jīng)常在低電壓（《350V）變換器電路場合中使用。對于其它電壓等級，門極驅(qū)動電路幾乎都是針對某種電路特性的特殊應(yīng)用定制開發(fā)的。
圖3 柵控驅(qū)動電路原理圖
絕緣柵雙極型晶體管
這是一類三端器件。該器件具有同MOSFET一樣理想的門控特性，并具有類似晶體管的反向電壓阻斷能力和導(dǎo)通特性，其符號如圖4。在5V的通態(tài)壓降下，目前這類器件的容量在電壓為3.3kV時，電流可以達到1.2kA；而在6.6kV時為0.6kA。并且在更小的電壓時獲得更大的電流及更小的導(dǎo)通壓降也是可行的。預(yù)測在不遠的將來，將研制出最大電流（1kA）和電壓（15kV）等級的增強型商用器件。該器件的開關(guān)頻率往往集中在20kHz。但在大功率應(yīng)用場合，出于減少開關(guān)損耗及電磁干擾等方面的考慮，往往降低其開關(guān)頻率使用。
AiP2180是一款高速中壓全橋驅(qū)動電路。該電路主要用于驅(qū)動中壓功率器件，如N型MOSFET或IGBT等，電路內(nèi)置可調(diào)死區(qū)控制，可以調(diào)節(jié)驅(qū)動效率，支持獨...
射頻微波（RF&Microwave）技術(shù)是利用300MHz～300GHz頻段電磁波實現(xiàn)信息傳輸、能量轉(zhuǎn)換與傳遞的核心技術(shù)。隨著航空航天、無線通信...
2025-04-09 標簽：功率器件無線電通信微波射頻技術(shù) 245 0
電源ic U5402通過硬件電路實現(xiàn)雙通道輸入的信號互鎖，確保高低側(cè)驅(qū)動信號無法同時導(dǎo)通，避免功率器件（如MOSFET/IGBT）因直通電流導(dǎo)致短路損壞...
UCC24610 次級側(cè)同步整流器控制器數(shù)據(jù)手冊
這款 GREEN 整流器控制器是一款高性能控制器和驅(qū)動器，適用于用于低壓次級側(cè)同步整流的標準和邏輯電平 N 溝道 MOSFET 功率器件。 控制器...
在研究逆變電路的損耗時，所使用的功率器件選型也非常重要。不僅要實現(xiàn)預(yù)期的電路工作和特性，同時還需要進行優(yōu)化以將損耗降至更低。本文將功率器件的損耗分為開關(guān)...
2025-03-27 標簽：轉(zhuǎn)換器仿真功率器件 654 0
UCC24630 具有超低待機電流的同步整流控制器數(shù)據(jù)手冊
UCC24630 SR 控制器是一款高性能控制器和驅(qū)動器，用于用于次級側(cè)同步整流的 N 溝道 MOSFET 功率器件。 控制器和 MOSFET 的...
GaN驅(qū)動技術(shù)手冊免費下載 氮化鎵半導(dǎo)體功率器件門極驅(qū)動電路設(shè)計方案
GaN驅(qū)動技術(shù)手冊免費下載 氮化鎵半導(dǎo)體功率器件門極驅(qū)動電路設(shè)計方案
金屬基板 | 全球領(lǐng)先技術(shù)DOH工藝與功率器件IGBT熱管理解決方案
DOH：DirectonHeatsink,熱沉。DOH工藝提升TEC、MOSFET、IPM、IGBT等功率器件性能提升，解決孔洞和裂紋問題提升產(chǎn)品良率及...
基本半導(dǎo)體產(chǎn)品在125kW工商業(yè)儲能PCS中的應(yīng)用
在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中，儲能變流器（PCS）是核心組件之一，其性能直接影響整個系統(tǒng)的效率和可靠性。隨著碳化硅（SiC）功率器件的廣泛應(yīng)用，儲能PCS的效率、...
DOH技術(shù)工藝方案解決陶瓷基板DBC散熱挑戰(zhàn)問題
引言：隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，功率器件對散熱性能和可靠性的要求不斷提高。陶瓷基板作為功率器件散熱封裝中的關(guān)鍵材料，以其優(yōu)異的電絕緣性、高熱導(dǎo)率和機械強度...
離散式功率器件對電源轉(zhuǎn)換設(shè)計的影響分析立即下載
類別：電子資料 2023-11-09 標簽：電阻逆變器電源轉(zhuǎn)換
安世半導(dǎo)體在全球化發(fā)展中的實踐經(jīng)驗與前瞻思考
此前，4月4日至6日，第28屆哈佛大學(xué)中國論壇成功舉辦。聞泰科技半導(dǎo)體業(yè)務(wù)（安世半導(dǎo)體）董事長兼CEO張學(xué)政受邀出席，并在“智能時代的變革與未來”分論壇...
2025-04-12 標簽：功率器件功率半導(dǎo)體安世半導(dǎo)體 369 0
中國商飛上海飛機設(shè)計研究院蒞臨東海半導(dǎo)體調(diào)研
近日，中國商飛上海飛機設(shè)計研究院（以下簡稱“商飛上飛院”）考察團一行蒞臨江蘇東海半導(dǎo)體股份有限公司（以下簡稱“東海半導(dǎo)體”）參觀交流。商飛上飛院飛機設(shè)計...
????????在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，各行業(yè)迎來巨變，機遇與挑戰(zhàn)并存。ST作為全球知名半導(dǎo)體企業(yè)，憑借深厚技術(shù)實力與創(chuàng)新能力，始終引領(lǐng)行業(yè)。2025年，...
2025-04-10 標簽：意法半導(dǎo)體功率器件GNSS 494 0
【直播 | 4月24日】直擊車規(guī)級功率器件熱可靠性測試，就在和?？萍贾辈ラg
活動介紹在全球電動汽車市場迅猛發(fā)展的大趨勢下，中國市場表現(xiàn)格外亮眼，其快速崛起極大地刺激了車規(guī)級器件和功率模塊的需求增長。車規(guī)級器件與消費電子、工業(yè)級產(chǎn)...
在現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，功率器件的性能和效率面臨著越來越高的要求。碳化硅（SiC）作為一種新興的寬禁帶半導(dǎo)體材料，憑借其優(yōu)異的電氣特性和熱性能，...
關(guān)稅高壓下國產(chǎn)功率器件如何保障工業(yè)電源穩(wěn)定運行？
2025年4月10日起，我國對原產(chǎn)于美國的所有進口商品，加征34%關(guān)稅。可預(yù)見的是，此舉將直接導(dǎo)致進口半導(dǎo)體設(shè)備和高端芯片成本增加，汽車制造、通信基站等...
派恩杰推出最新研發(fā)的高壓碳化硅功率器件與車規(guī)級碳化硅模塊產(chǎn)品
3月28日，在上海舉辦為期三天且備受行業(yè)矚目的新能源汽車盛會——汽車動力系統(tǒng)技術(shù)展覽會圓滿落幕，本次會上，派恩杰展出了最新研發(fā)的高壓碳化硅功率器件與車規(guī)...
芯干線科技亮相2025美國國際電力電子應(yīng)用展覽會
此前，2025年3月16日-3月20日，國際電力電子應(yīng)用展覽會（APEC）在美國佐治亞州亞特蘭大會議中心隆重舉行。作為為數(shù)不多的中國功率器件廠商，芯干線...
瞻芯電子榮獲思格新能源“聯(lián)合創(chuàng)新獎”
近日，上海瞻芯電子科技股份有限公司憑借與思格新能源在光儲充領(lǐng)域的深度合作，以及在碳化硅(SiC)功率器件領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，在思格2025全球供應(yīng)商大會上榮...
瑞能半導(dǎo)體榮獲思格新能源“聯(lián)合創(chuàng)新獎”
日前，全球領(lǐng)先的國際化功率器件品牌瑞能半導(dǎo)體，在思格2025全球供應(yīng)商大會上榮獲聯(lián)合創(chuàng)新獎。瑞能半導(dǎo)體總裁沈鑫受邀出席活動，并登臺領(lǐng)獎。
2025-03-20 標簽：功率器件SiC瑞能半導(dǎo)體 339 0
換一批
編輯推薦廠商產(chǎn)品技術(shù)軟件/工具OS/語言教程專題
| 電機控制 | DSP | 氮化鎵 | 功率放大器 | ChatGPT | 自動駕駛 | TI | 瑞薩電子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二極管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 無刷電機 | FOC | IGBT | 逆變器 | 文心一言 | 5G | 英飛凌 | 羅姆 |
| 直流電機 | PID | MOSFET | 傳感器 | 人工智能 | 物聯(lián)網(wǎng) | NXP | 賽靈思 |
| 步進電機 | SPWM | 充電樁 | IPM | 機器視覺 | 無人機 | 三菱電機 | ST |
| 伺服電機 | SVPWM | 光伏發(fā)電 | UPS | AR | 智能電網(wǎng) | 國民技術(shù) | Microchip |
| Arduino | BeagleBone | 樹莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 華秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
關(guān)注我們的微信
下載發(fā)燒友APP
電子發(fā)燒友觀察
版權(quán)所有 ? 湖南華秋數(shù)字科技有限公司
長沙市望城經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)航空路6號手機智能終端產(chǎn)業(yè)園2號廠房3層（0731-88081133）
電子發(fā)燒友 （電路圖） 湘公網(wǎng)安備43011202000918
工商網(wǎng)監(jiān)
湘ICP備2023018690號-1
