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發(fā)布日期:2022-07-14 點(diǎn)擊率:61
能源短缺的問(wèn)題,除了“開(kāi)源”之外,“節(jié)流”的潛力也是十分巨大的,而節(jié)流的首要措施就是功率半導(dǎo)體的發(fā)展及推廣其應(yīng)用。例如,據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì),我國(guó)用于電機(jī)的電能占我國(guó)總發(fā)電量的60%多。如果全國(guó)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)都采用功率半導(dǎo)體進(jìn)行變頻調(diào)速就可以節(jié)能大約1/4到1/3,也就是說(shuō)可節(jié)約全國(guó)總發(fā)電量的15%至20%。這是多么驚人的數(shù)字。
冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等都依賴(lài)功率半導(dǎo)體變頻調(diào)速來(lái)節(jié)能并舒適化;手機(jī)是用功率半導(dǎo)體進(jìn)行電源管理。功率半導(dǎo)體還是用信息技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的擔(dān)當(dāng)者,信息電路發(fā)出的指令必須經(jīng)過(guò)功率半導(dǎo)體變成功率信號(hào)才能帶動(dòng)電機(jī)的使用。當(dāng)前,用于4C產(chǎn)業(yè)的功率半導(dǎo)體已占功率半導(dǎo)體總量的70%多。
晶閘管(在美國(guó)稱(chēng)作可控硅SCR)、柵極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、雙極功率晶體管(功率BJT,曾用GTR的名稱(chēng))以及與之配套的開(kāi)關(guān)速度較慢的功率二極管。這一代功率開(kāi)關(guān)的共同缺點(diǎn)是柵極需要電流驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)復(fù)雜、功耗大、成本高、使用不便。它們的另一缺點(diǎn)是工作頻率低,所需要的配套電感、電容、變壓器等體積大,從而使得設(shè)備笨重,能耗高。80年代國(guó)際上功率半導(dǎo)體發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段,發(fā)展出了功率金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(功率VD-MOSFET)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT),立即成為功率半導(dǎo)體器件的主流,因?yàn)樗鼈兛朔艘郧暗墓β拾雽?dǎo)體器件的缺點(diǎn)。它們的柵極用電壓驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、成本低、功耗小、易于使用。其次是它們都能在幾十千赫以上的高頻工作,可以非常顯著地降低電力電子設(shè)備的體積、重量、制造成本和能耗。
信息化和國(guó)家安全都要求我國(guó)自主發(fā)展功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。