Power Semiconductor   전력 반도체

(2020-09-04)

전력용 반도체 스위치, 전력용 반도체 소자

1. 전력 반도체 소자(Power Semiconductor)  

  ㅇ 일반적인 반도체 소자에 비해,
     - 대 전류,고 내압,고 내열화,고 신뢰성 등을 필요로하고,
     - 전력 변환제어용으로 최적화된,
     - 전력반도체 스위치 소자
     - 특히, 대 전류의 도통 능력, 고 전압의 유지 능력이 필수적임

  ㅇ 역할 변천
     - 과거에는, 단순히 온오프를 반복하는 스위칭 작동에 의한 전력의 조절 및 전달 만을,
     - 현재에는, 에너지 효율 제고, 안전성, 신뢰성, 친환경 등도 고려하게 됨


2. 전력 반도체의 특징

  ㅇ 주요 역할 : 전력 제어 스위치
     - 방향 : 단방향성
     - 기능 : 전류 흐름의 온오프 제어 스위치 (비제어, 반제어, 완전제어)
        . 통상, 스위칭 주파수는 1 kHz ~ 1 MHz 정도 

  ㅇ 소자 재료 물질
     - 대부분 실리콘(Si) 위주지만,
     - SiC(탄화 규소,Silicon Carbide), GaN(질화 갈륨,Gallium Nitride)도 활용


3. 전력 반도체의 구분

  ㅇ 제어 특성 분류
     - 비제어(Uncontrolled)     : 제어용 전극 없음
        . 턴 온/턴 오프(On/Off) 제어 불가능
        . 例) 전력 다이오드 
     - 반제어(Semicontrolled)
        . 턴 온(On) 제어는 가능하나, 턴 오프(Off) 제어 불가능 
        . 例) SCR 또는 사이리스터, TRIAC 등 
     - 완전제어(Fullcontrolled) : 턴온,턴오프 제어 능력 모두 가능
        . 턴 온/턴 오프(On/Off) 제어 가능 
        . 例) GTO, IGCT, 전력BJT, 전력MOSFET, IGBT 등

  ㅇ 구동 형태 분류   
     - 전압 제어형 소자
     - 전류 제어형 소자

  ㅇ 소자 형태 분류   
     - 전력 다이오드 (Power Diode)
        . 정류형 다이오드, 고속 역 회복 다이오드
        . 소,중,대 전력 분야 모두에 쓰임

     - 전력 트랜지스터 
        . 전력 BJT 트랜지스터, 전력 MOSFET 트랜지스터, 
          IGBT (Insulated-gate Bipolar Transistor), SITr (Static Induction Transistor) 등
        . 저 전력 및 중 전력 분야에 쓰임
        . 턴온,턴오프 모두 제어 가능

     - 사이리스터 (Thyristor)
        . SCR (Silicon Controlled Rectifier), TRIAC, GTO (Gate Turn-Off Thyristor), RCT, 
          LASCR, MCT (MOS-controlled thyristor) 등
        . 대 전력 분야에 쓰임


[전력 반도체] 1. 전력 반도체 2. 전력 다이오드 3. 사이리스터 4. 사이리스터 종류

 
        최근수정     요약목록     참고문헌