功率半导体行业专题报告:高端布局加码,国产

来源:颐星电子 | 发表时间:2020-07-02 13:59

1.常见的功率半导体类型及区别?
 
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,是实现电子装置中电压、频率、直流交流转 换等功能的核心部件。根据器件集成度不同,功率半导体可以分为功率 IC和功率分立器件两大类。 功率分立器件包括二极管、晶体管、晶闸管三大类别,其中晶体管是分立器件中市场份额最大的种 类。常见晶体管主要有 BJT、IGBT和 MOSFET。IGBT和 MOSFET是当前市场关注度较高的功率型晶体 管。功率 IC是将晶体管、二极管、电阻、电容等元件集成在一个半导体晶片上,具有所需电路功能 的微型结构。根据运用场景的不同,功率 IC包括 AC/DC、DC/DC、电源管理、驱动 IC等种类。
 
 
功率 IC、IGBT、MOSFET、二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品。根据 Yole数据,2017年功 率 IC 占全球功率半导体市场规模的 54%,是市场份额占比最大的功率半导体产品。MOSFET 主要运 用于不间断电源、开关电源,变频器音频设备等领域,2017 年 MOSFET 市场规模占功率半导体整体 市场规模的 17%;功率二极管主要用于电源、适配器、汽车、消费电子等领域,2017 年全球功率二 极管销售额占功率半导体整体销售额的比例约 15%。由于 IGBT的操作频率范围较广,能够覆盖较高 的功率范围,适用于轨道交通、光伏发电、汽车电子等领域,2017年 IGBT的销售占比达到 12%。
 
1、功率二极管
 
功率二极管是一种不可控型的功率器件,因此功率二极管不可以作为开关器件使用,功率二极管电 流容量大,阻断电压高,但是开关频率较低。功率二极管的单向导电性可用于电路的整流、箝位、 续流。外围电路中二极管主要起防反作用,防止电流反灌造成期间损坏。功率二极管细分产品包括功 率整流二极管、功率肖特基二极管、快速恢复二极管、超快速恢复二极管、小电流整流二极管、变 容二极管等种类。
 
普通整流功率二极管一般采用 p+pnn+的结构,反向恢复时间长一般在 25微秒;电流定额范围较大, 可以实现 1安培到数百安培的电流;电压范围宽,可以实现 5V-5000V的整流;但是普通整流功率二 极管高频特性一般,一般用于 1KHz以下的整流电路中。
 
快恢复功率二极管(FRD)采用 PN结构,采用扩散工艺,可以实现短时间的反向恢复,一般反向恢 复时间小于 5微秒,广泛的使用在变换器中。超快恢复功率二极管(UFRD)在快速恢复功率二极管 的基础上,采用外延工艺,实现超快速反向恢复。
 
肖特基功率二极管(SBD)不是利用 P型半导体和 N型半导体接触形成 PN接原理制作的,而是利用 金属和半导体接触形成的金属-半导体结原理制造的。肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等 优点,但是反向击穿电压比较低,一般低于 100V。因此肖特基二极管一般用于高频低电压领域。

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