功率半導(dǎo)體用于什么領(lǐng)域

功率半導(dǎo)體用于電力電子領(lǐng)域。使用固態(tài)設(shè)備，電力電子控制和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的電力。這些包括汽車、手機(jī)、電源、太陽(yáng)能逆變器、火車和風(fēng)力渦輪機(jī)。

常常有人將功率器件和功率半導(dǎo)體混為一談，其實(shí)功率半導(dǎo)體包括兩部分：功率器件和功率IC，其中功率器件是功率半導(dǎo)體分立器件的簡(jiǎn)稱，而功率IC則是將功率半導(dǎo)體分立器件與驅(qū)動(dòng)/控制/保護(hù)/接口/監(jiān)測(cè)等外圍電路集成而來(lái)。

所有的功率半導(dǎo)體器件都具有處理高電壓、大電流的能力，主要用于有大功率處理需求的電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面，比如：變頻、變壓、變流、功率管理，電壓處理范圍從幾十V到幾千V，電流能力最高可達(dá)幾千A。功率半導(dǎo)體在轉(zhuǎn)換過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。有不同類型的功率半導(dǎo)體，每一種都用帶有“V”或電壓的數(shù)字表示?！癡DSS 中的'V' 是最大允許工作電壓，或漏源電壓規(guī)格，”，“術(shù)語(yǔ)'DSS'表示柵極短路的漏極到源極。”

截至目前，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)由硅基器件主導(dǎo)（硅基器件包括功率 MOSFET、超結(jié)功率 MOSFET 和絕緣柵雙極晶體管 IGBT）。MOSFET和IGBT都還是最主要、價(jià)值含量最高、技術(shù)壁壘較高的功率器件。但近年來(lái)，不斷有機(jī)構(gòu)預(yù)估以SiC、GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料將站上未來(lái)功率半導(dǎo)體主流舞臺(tái)。GaN 和 SiC 正在取得重大進(jìn)展。

功率 MOSFET用于較低電壓的 10 至 500 伏應(yīng)用，例如適配器和電源。super junction 功率 MOSFET 用于 500 至 900 伏的應(yīng)用。同時(shí)，領(lǐng)先的中端功率半導(dǎo)體器件IGBT用于 1,200 伏至 6.6 千伏的應(yīng)用。

IGBT和 MOSFET 成熟且價(jià)格低廉，但它們也已達(dá)到極限。這就是 GaN 和 SiC 適合的地方。這兩種寬帶隙技術(shù)使設(shè)備具有更高的效率和更小的外形尺寸。例如，SiC 的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度是硅的 10 倍，帶隙是硅的 3 倍。GaN 超出了這些能力。

碳化硅正在進(jìn)入多個(gè)市場(chǎng)，尤其是汽車市場(chǎng)。Lam Research表示：“SiC 器件更小的外形尺寸和性能對(duì)電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力總成應(yīng)用具有吸引力。GaN 在汽車、數(shù)據(jù)中心和其他市場(chǎng)中越來(lái)越受歡迎。“它非常適合解決快速充電解決方案中的大容量應(yīng)用，因?yàn)樗诟哳l下具有卓越的性能”。