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
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   진동/파동
  4.   전기전자공학
        1. 전기전자공학
        2. 전기 (Electricity) 이란?
    1.   디지털공학
    2.   신호 및 시스템
    3.   회로해석
    4.   전자기학
    5.   초고주파공학
    6.   반도체
    7.   전자회로
    8.   전기공학
      1.   교류회로
      2.   전기기기
      3.   전력공학
            1. 전력 공학
            2. 전력량
        1.   전력계통
        2.   전력전자
              1. 전력 전자
              2. 전력 변환
              3. 교류 변압기(AC-AC 변환)
              4. 정류기(AC-DC 변환)
              5. DC 초퍼(DC-DC 변환)
              6. 인버터(DC-AC 변환)
          1.   전력 반도체
            1.   1. 전력 반도체
                2. 전력 다이오드
                3. 사이리스터
                4. 사이리스터 종류
        3.   전원공급
      4.   전기설비
      5.   에너지(일반)
      6.   전기(기타일반)
    9.   자동제어
    10.   전자공학(기타일반)
  5.   방송/멀티미디어/정보이론
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   공학일반(기계,재료등)
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        요약목록     참고문헌