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      標簽　>　功率器件

      功率器件

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      功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。本章詳細介紹了：功率器件定義，功率器件龍頭企業(yè)，最新功率器件，分立器件與功率器件，功率器件測試，功率半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)。

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      功率器件簡介

      　　功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT.　　IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

      功率器件百科

      　　功率器件，就是輸出功率比較大的電子元器件，像大音響系統(tǒng)中的輸出級功放中的電子元件都屬于功率器件，還有電磁爐中的IGBT也是。功率器件有：如大功率晶體管，晶閘管，雙向晶閘管，GTO，MOSFET，IGBT.　　IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

      　　做半導(dǎo)體功率器件的公司有哪些？

      　　中大功率IGBT：

      　　ABB

      　　Infineon

      　　Mitsubishi

      　　Semikron

      　　Hitachi

      　　Fuji

      　　南車株洲（收購的Dynex）

      　　常見的功率器件

      　　隨著半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的發(fā)展與改進，降低了對電壓、電流、功率以及頻率進行控制的成本。同時，隨著集成電路、微處理器及超大規(guī)模集成電路（VLSI）在控制電路里的使用，大大提高了其控制的精度。一些常見的功率器件，如電力二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）及它們的符號和容量描述如下。本文暫不涉及它們的物理和工作特性等細節(jié)問題，有興趣的朋友可以參考其他資料。

      　　電力二極管

      　　電力二極管是具有兩個端子的PN結(jié)器件。當陽極電勢與陰極電勢之差大于器件通態(tài)壓降時，即器件處于正向偏置時，器件導(dǎo)通并傳導(dǎo)電流。器件的通態(tài)壓降一般為0.7V。當器件反向偏置時，如陽極電勢小于陰極電勢的情況，器件關(guān)斷并進入阻態(tài)。在關(guān)斷模式下，流經(jīng)二極管的電流波形如圖1所示，電流先降為零并且繼續(xù)下降，隨后上升回到零值。

      　　

      　　反向電流的存在是因為反向偏置導(dǎo)致器件中出現(xiàn)了反向恢復(fù)電荷。器件恢復(fù)阻斷能力的最小時間為；二極管的反向恢復(fù)電荷為，即圖示存在反向電流流動的區(qū)域。二極管自身除正向?qū)▔航低?，并不存在正向電壓阻斷能力。使?dǎo)通二極管關(guān)斷的唯一方式是施加反向偏置，如在陽極和陰極兩端加負電壓。需要注意的是，與其它器件不同，二極管不受低電壓信號控制。

      　　反向恢復(fù)時間在幾微秒到十幾微秒之間的二極管被歸為低開關(guān)頻率器件。它們主要應(yīng)用在開關(guān)時間同通態(tài)時間相比可以忽略的場合，其中開關(guān)時間包括導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間兩部分。因此，這類二極管通常作為整流器用以將交流電整流為直流電，這樣的二極管被稱為電力二極管。電力二極管可以承受上千安培的電流和幾千伏的電壓，并且它們的開關(guān)頻率通常限制為市電的工頻頻率。

      　　對于需要快速開關(guān)的應(yīng)用場合，首選快恢復(fù)二極管。這類二極管的反向恢復(fù)時間僅需幾納秒，可承受幾百安培電流和幾百伏電壓，但其通態(tài)壓降為2-3V?？旎謴?fù)二極管常見于電壓超過60-100V的快速開關(guān)整流器及逆變器中。而在低于60-100V的低電壓開關(guān)應(yīng)用中，可以使用肖特基二極管，其通態(tài)壓降為0.3V，因此，同電力二極管和快恢復(fù)二極管相比，肖特基二極管在電能轉(zhuǎn)換上的效率更高。

      　　MOSFET

      　　該器件是一類只需低電壓即可控制開通、關(guān)斷的場效應(yīng)晶體管，并具有30kHz到1MHz范圍的更高開關(guān)頻率。器件的容量多設(shè)計為100-200V時，可承受100A的電流；在1000V時，可承受10A的電流。這類器件在通態(tài)時的行為類似于電阻，因此可用作電流傳感器，從而在驅(qū)動系統(tǒng)中減少一個分立的電流傳感器，比如霍爾效應(yīng)電流傳感器，進而節(jié)省了成本并增強了電子封裝的緊湊性。MOSFET總是伴隨著一個反并聯(lián)的體二極管，該二極管有時也被稱作寄生二極管。體二極管并非超快速開關(guān)器件并且具有更高的電壓降。由于體二極管的緣故，MOSFET并沒有反向電壓阻斷能力。圖2為N溝道MOSFET器件的符號及其在不同柵源電壓下，漏電流與漏源電壓之間的特性曲線，通常柵源電壓值不會超過20V。為了減少開關(guān)噪聲的影響，在實際情況下，一般傾向于在柵源極間施加一個-5V左右的反向偏置電壓，這樣，為保證使器件導(dǎo)通，噪聲電壓必須大于閥值門控電壓和負偏置電壓之和。在低成本的驅(qū)動控制中，沒有條件為反向偏置門電路增加一路負邏輯電源，但許多工業(yè)驅(qū)動器卻需要這樣的保護電路。

      　　

      　　門控電壓信號以源極作為參考電位。該信號由微處理器或者數(shù)字信號處理器產(chǎn)生。一般來說，處理器不太可能具備直接驅(qū)動門極所需的電壓和電流容量。因此，在處理器的輸出及門極輸入之間需要加入電平轉(zhuǎn)換電路，使控制信號在器件導(dǎo)通瞬間具有5-15V的輸出電壓，同時具有大電流驅(qū)動能力（長達幾毫秒，根據(jù)不同應(yīng)用有所不同），這也被稱為門極驅(qū)動放大電路。由于各輸入邏輯電平信號由共同的電源供電，而各門極驅(qū)動電路連接著不同的MOSFET源極，各源極電平可能處于不同狀態(tài)，所以，門極驅(qū)動放大電路同輸入邏輯電平信號之間是相互隔離的。為了產(chǎn)生隔離作用，在低電壓（《300V）時，采用單芯片光耦隔離；在小于1000V時，采用帶有高頻變壓器連接的DC-DC變換電路隔離；或者在高壓（》1000V）時；采用光纖連接進行隔離。針對不同電壓等級的各種隔離方法在實際應(yīng)用中或有體現(xiàn)。

      　　在門極驅(qū)動電路中，通常集成了過流、過壓及低壓保護電路。通過檢測MOSFET的漏源壓降可以獲知電流，而通過檢測變換器電路的直流輸入電壓可以提供電壓保護。這些都可以通過成本便宜的電阻進行檢測。典型的門極驅(qū)動電路如圖3所示。在很多門極驅(qū)動電路中，通過在門極信號放大電路前加入與電路，可將電流和電壓保護信號整合到門極輸入信號中。在這種情況下，需要更加注意保證的是，與電路和放大電路之間信號的延時必須非常小，以使得延時不會影響瞬間保護。目前已有單芯片封裝形式的門極驅(qū)動電路，這些芯片經(jīng)常在低電壓（《350V）變換器電路場合中使用。對于其它電壓等級，門極驅(qū)動電路幾乎都是針對某種電路特性的特殊應(yīng)用定制開發(fā)的。

      　　

      　　圖3 柵控驅(qū)動電路原理圖

      　　絕緣柵雙極型晶體管

      　　這是一類三端器件。該器件具有同MOSFET一樣理想的門控特性，并具有類似晶體管的反向電壓阻斷能力和導(dǎo)通特性，其符號如圖4。在5V的通態(tài)壓降下，目前這類器件的容量在電壓為3.3kV時，電流可以達到1.2kA；而在6.6kV時為0.6kA。并且在更小的電壓時獲得更大的電流及更小的導(dǎo)通壓降也是可行的。預(yù)測在不遠的將來，將研制出最大電流（1kA）和電壓（15kV）等級的增強型商用器件。該器件的開關(guān)頻率往往集中在20kHz。但在大功率應(yīng)用場合，出于減少開關(guān)損耗及電磁干擾等方面的考慮，往往降低其開關(guān)頻率使用。

      　　

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        OpenCL是一個為異構(gòu)平臺編寫程序的框架，此異構(gòu)平臺可由CPU，GPU或其他類型的處理器組成。OpenCL由一門用于編寫kernels （在OpenCL設(shè)備上運行的函數(shù)）的語言（基于C99）和一組用于定義并控制平臺的API組成。
      • 嵌入式操作系統(tǒng)
        嵌入式操作系統(tǒng)
        +關(guān)注
        嵌入式操作系統(tǒng)（Embedded Operating System，簡稱：EOS）是指用于嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器等。
      • Windows CE
        Windows CE
        +關(guān)注
        　Windows Embedded Compact（即 Windows CE）是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎(chǔ)，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)。
      • JDI
        JDI
        +關(guān)注
        JDI（Java Debug Interface）是 JPDA 三層模塊中最高層的接口，定義了調(diào)試器（Debugger）所需要的一些調(diào)試接口?；谶@些接口，調(diào)試器可以及時地了解目標虛擬機的狀態(tài)，例如查看目標虛擬機上有哪些類和實例等。
      • NFS
        NFS
        +關(guān)注
        　　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，英文Network File System（NFS），是由SUN公司研制的UNIX表示層協(xié)議（presentation layer protocol），能使使用者訪問網(wǎng)絡(luò)上別處的文件就像在使用自己的計算機一樣。
      • 麒麟960
        麒麟960
        +關(guān)注
        麒麟960（kirin 960）是海思半導(dǎo)體有限公司推出的新一代移動設(shè)備芯片，麒麟960首次配備ARM Cortex-A73 CPU核心，小核心為A53，組成四大四小的big.LITTLE組合，GPU為Mali G71 MP8。
      • tizen
        tizen
        +關(guān)注
      • SiliconLabs
        SiliconLabs
        +關(guān)注
      • X86架構(gòu)
        X86架構(gòu)
        +關(guān)注
      • uCOS II
        uCOS II
        +關(guān)注
      • ARM公司
        ARM公司
        +關(guān)注
        ARM公司是一家知識產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商，它與一般的半導(dǎo)體公司最大的不同就是不制造芯片且不向終端用戶出售芯片，而是通過轉(zhuǎn)讓設(shè)計方案，由合作伙伴生產(chǎn)出各具特色的芯片。
      • 米爾科技
        米爾科技
        +關(guān)注
        米爾是一家專注于ARM嵌入式軟硬件開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。在以客戶為中心的指引下，米爾為嵌入式領(lǐng)域客戶提供專業(yè)的ARM工業(yè)控制板、ARM核心板、ARM開發(fā)工具、充電樁計費控制單元及充電控制板等產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。
      • 數(shù)字電子鐘
        數(shù)字電子鐘
        +關(guān)注
      • A6處理器
        A6處理器
        +關(guān)注
      • 大聯(lián)大友尚
        大聯(lián)大友尚
        +關(guān)注
      • YunOS
        YunOS
        +關(guān)注
      • OpenStack
        OpenStack
        +關(guān)注
        OpenStack是一個開源的云計算管理平臺項目，是一系列軟件開源項目的組合。由NASA（美國國家航空航天局）和Rackspace合作研發(fā)并發(fā)起，以Apache許可證（Apache軟件基金會發(fā)布的一個自由軟件許可證）授權(quán)的開源代碼項目。
      • MMU
        MMU
        +關(guān)注
        MMU是中文名是內(nèi)存管理單元，有時稱作分頁內(nèi)存管理單元，它是一種負責處理中央處理器（CPU）的內(nèi)存訪問請求的計算機硬件。它的功能包括虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換（即虛擬內(nèi)存管理）、內(nèi)存保護、中央處理器高速緩存的控制，在較為簡單的計算機體系結(jié)構(gòu)中，負責總線的仲裁以及存儲體切換。
      • 馬云
        馬云
        +關(guān)注
      • OMAPL138
        OMAPL138
        +關(guān)注
        OMAP-L138是美國德州儀器（TI）推出全新DSP+ARM工業(yè)處理器 ，這款芯片也是業(yè)界功耗最低的浮點數(shù)字信號處理器 （DSP） + ARM9處理器，大大降低了雙核通訊的開發(fā)難度，可充分滿足工業(yè)應(yīng)用的高能效、連通性設(shè)計對高集成度外設(shè)、更低熱量耗散以及更長電池使用壽命的需求。
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      jf_67121739 jf_04710643 q7q7124 xiaochi_dd 五星之光 jf_30061372 jf_71413164 sharex jf_16903376 jf_39221762 jf_67930263 歐陽懷

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