Что такое силовой полупроводник?

Люди часто путают силовые устройства и силовые полупроводники. Фактически силовые полупроводники состоят из двух частей: силовых устройств и силовых ИС. Силовые устройства — это сокращение от дискретных силовых полупроводниковых устройств, в то время как силовые ИС объединяют силовые полупроводниковые дискретные устройства с интегрированными приводом/управлением/защитой/интерфейсом/мониторингом и другими периферийными схемами.

Все силовые полупроводниковые устройства способны выдерживать высокие напряжения и большие токи и в основном используются для преобразования мощности и цепей управления силовым оборудованием с требованиями к обработке высокой мощности, такими как: преобразование частоты, преобразование напряжения, преобразование тока, управление питанием, напряжение. Диапазон обработки составляет от десятков В до нескольких тысяч В, а токовая нагрузка может достигать нескольких тысяч А.


Первые силовые полупроводники появились в виде дискретных устройств. В 1950-х годах появились силовые диоды и силовые транзисторы, которые в основном использовались в промышленных и энергетических системах. Поэтому силовые полупроводники в те времена еще называли силовыми электронными устройствами. С 1960-х по 1970-е годы быстро развивались полупроводниковые силовые устройства, такие как тиристоры. В конце 1970-х годов были разработаны планарные силовые МОП-транзисторы. В конце 1980-х годов постепенно стали внедряться мощные МОП-транзисторы и IGBT траншейного типа. В это время диодная и тиристорная технология становилась все более зрелой, а добавленная стоимость постепенно становилась ниже. Производственные мощности крупнейших мировых производителей начали переключаться на силовые полупроводниковые приборы, представленные силовыми МОП-транзисторами и IGBT. Благодаря быстрому переходу силовые полупроводники официально вступили в эпоху электронных приложений. До сих пор MOSFET и IGBT по-прежнему остаются наиболее важными силовыми устройствами с самым ценным содержанием и высокими техническими барьерами. Однако в последние годы организации постоянно прогнозируют, что полупроводниковые материалы третьего поколения, представленные SiC и GaN, в будущем займут основное место в силовых полупроводниках.