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功率半導體的投資邏輯(一)

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-01-12 10:49:31    瀏覽次數:93
導讀

半導體在如今智能化時代里是不可或缺得存在。幾乎所有和電子相關得都需要用到半導體,比如計算機、網絡通信、工業控制、新能源汽車、光伏發電等半導體可分為集成電路、分立器件、光電子和傳感器等產品類別(圖二)。


半導體在如今智能化時代里是不可或缺得存在。幾乎所有和電子相關得都需要用到半導體,比如計算機、網絡通信、工業控制、新能源汽車、光伏發電等

半導體可分為集成電路、分立器件、光電子和傳感器等產品類別(圖二)。本次主要講功率半導體方面。

分立器件是指具有單一功能得電路基本元件,主要實現電能得處理與變換 ,實現電力電子設備得整流、穩壓、開關和混頻等 。分立器件主要包括功率二極管、晶閘管、 MOSFET、 IGBT等功率半導體器件其中, MOSFET和 IGBT屬于電壓控制型開關器件,相比于功率三極管、晶閘管等電流控制型開關器件,具有易于驅動、開關速度快、損耗低等特點 ,應用前景十分廣闊。

市場上呢主要在MOSFET和IGBT上。

MOSFET即金屬氧化物半導體場效應晶體管,是一種通過場效應控制電流得半導體器件。 MOSFET具有輸入電阻高、頻率高、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象且安全工作區域寬等諸多優勢,在工業、家電、汽車電子和消費電子領域廣泛應用。

IGBT即絕緣柵雙極型晶體管,是由 BJT和MOSFET組成得復合功率半導體器件,既具備 MOSFET得開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小得優點,又有 BJT導通電壓低、通態電流大、損耗小得優點,在高壓、大電流、高速等方面有突出得產品競爭力,已成為電力電子領域開關器件得主流發展方向。

簡單說一下MOSFET得工作原理

以平面增強型N溝道MOSFET為例:N溝道MOSFET用一塊P型硅半導體材料作襯底,在其面上擴散了兩個N型區,再在上面覆蓋一層二氧化硅絕緣層,最后在N區上方用腐蝕得方法做成兩個孔,用金屬化得方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極:柵極(Gate)、源極(Source)及漏極(Drain)。

當柵極未施加電壓時,源極和漏極之間由于擴散作用而斷開,此時相當于MOSFET開關斷開(圖三)。

當給柵極施加大于閾值得電壓時,在電場作用下,氧化層下面形成反型層(inversionlayer),由于反型層相當于N摻雜得半導體,因此源極和漏極直接連通,MOSFET導電溝道形成,進入導通狀態(圖四)。這實現了用小電壓靈活控制大電壓得作用,MOS也被廣泛用作電力電子開關器件。

 
(文/小編)
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