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技术与经验的结晶
从功率半导体的全球份额来看,三菱电机、东芝、瑞萨电子、富士电机等日本企业名列前茅。美国OHS Global日本事务所代表南川说“功率半导体领域比的是技术积累,要涉足该领域绝非易事。日本企业荣誉发挥出优势。”
在以MCU和存储器等为代表的IC(集成电路)中,微小的电流沿水平方向在晶圆表面高速流动。而功率半导体则是在背面设置电极,沿垂直方向通入大电流。这需要高超的背面加工技术,因而抬高了涉足的门槛。
而且,功率半导体的用途也成为了一道难关。IC主要应用于个人电脑、电视等消费类产品,容易实现同质化(通用品)、低价格化。而功率半导体大多用于公益,需要按照用途和客户的要求精雕细琢。因此不容易卷入价格竞争。
功率半导体保护整流二极管、功率晶体管、晶闸管。
其中,功率晶体管具有“放大”和“开关”的作用。放大是指低频功率变为高频功率,开关是指切换电路的开与关。
充分利用放大作用,就可以使用小功率驱动马达。切换电路开与关的开关速度越快,越能实现精密控制。
功率晶体管还可以进一步分成三个种类。
首先,双晶体管是由3个端子组成的半导体,利用输入电流控制扩大和开关。虽然放大率高,适合处理较大电流,但也存在开关速度慢的缺点。
其次,功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是利用输入电压控制动作。耗电量较小,能够实现高速开关。但处理大电流时损耗大。
最后是IGBT(绝缘栅双极晶体管),在一个半导体元件(芯片)上集成双极晶体管和MOSFET而构成。不仅耗电量小,能够处理大电流。而且可以实现高速开关。
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