功率半导体是指能够承受较高电压和电流负载的半导体器件,主要用于功率电子器件中。
功率电子器件是指在高功率和高电压环境下工作的电子设备,如直流电源、变频器、高压输电线路等。而功率半导体则是功率电子器件中的重要组成部分。
当前,主要的功率半导体有三种:大功率电晶体管(IGBT)、场效应晶体管(MOSFET)和整流二极管(Schottky二极管)。
其中,IGBT是目前功率半导体应用最广泛的一种,它结合了双极型晶体管(BJT)和场效应晶体管(MOSFET)两种器件的优点。MOSFET则因其开关速度快、输入电容小等特点,在高频应用中得到广泛应用。而Schottky二极管则具有低压降、快速开关等特点,可替代传统的整流二极管应用于高效能的电源等领域。
功率半导体广泛应用于电力变换、传动控制、光伏发电等领域,如变频器、逆变器、电视机、空调、电子灯、电动车等。特别是在节能环保和新能源领域,功率半导体日益显示其巨大的潜力。
此外,随着人工智能、工业互联网等技术的迅速发展,功率半导体也在智能制造等领域发挥着重要的作用,如机器人、智能控制器等。
未来,功率半导体的发展趋势将更加注重集成化、高效性、可靠性和绿色环保,具体表现为:
一是集成化趋势,将不同种类的器件集成在一个芯片上,提高器件的紧凑度和效率。
二是高效化趋势,将功率半导体器件的损耗降至最低、效率最高,实现真正的能源节约。
三是可靠化趋势,通过加强器件的保护措施,降低元器件失效率,提高器件的寿命和可靠性。
四是绿色环保趋势,增加器件的可回收性和大规模可制造性,同时强调器件生产过程中的环保和资源节约。