전력용 반도체 소자

소개글

전력용 반도체 소자에 대한 보고서 자료입니다.

목차

전력용 반도체 소자
(1) 다이오드[diode]
1) 다이오드의 개요
2) 다이오드의 기본적인 특성
3) 다이오드의 종류

(2) 트랜지스터
1) 트랜지스터의 개요
2) 트랜지스터 구조와 동작

(3) IC
1) IC의 특징
2) IC의 종류

(4) IGBT
1) IGBT의 특성
2) IGBT와 GTO의 특징 비교

(5) IGCT

(6) 사이리스터(SCR)
1) SCR의 종류와 동작원리
2) 사이리스터의 특성

(7) 전력용 MOS FET

본문내용

극성의 트랜지스터를 서로 베이스를 상대방 콜렉터에 연결하는 형태로 결합한 복합 트랜지스터와 같은 것이다.
2) 사이리스터의 특성
사이리스터의 용도로서는 인버터나 초퍼 등과 같이 고속 스위칭 특성이 요구되는 경우가 흔히 있다. 이들의 용도에서 사이리스터를 사용할 경우에는 턴-온, 턴-오프 시의 스위치 특성을 충분히 고려할 필요가 있다.
1. 턴-온시간
게이트 전류를 인가해서 사이리스터를 OFF상태에서 ON상태로 스위칭 시키는데에 필요한 시간이다. 턴-온 시간은 지연시간과 상승시간의 합으로써 보통 지연시간은 1~3[㎲], 상승시간 0.5~2[㎲] 정도이다. 이와 같이 사이리스터의 게이트 전류로부터 턴-온 까지의 지연은 접합내부로 게이트 신호가 들어오고 턴-온이 접합 전면에 확산 될 때까지의 시간을 요하므로 외부조건에 따라 변화한다.
온도가 상승하면 턴-온 시간은 짧아진다.
게이트 전류가 크면 턴-온 시간은 짧아진다.
게이트 트리거 펄스 폭이 좁으면 길어진다.
온전류가 크면 턴-온 시간이 길어진다.
2. 턴-오프시간
사이리스터는 자기보호형의 스위치이므로 ON상태에서 OFF상태로 하기 위해서는 애노드 전류를 일정시간 이상 유지전류 이하로 할 필요가 있다. 즉, 일정시간 애노드에 역전압을 인가 함으로써 오프 상태로 할 수 있다. 턴온 시간은 애노드 전류가 0으로 된 후 20~수백[㎲]동안 유지하여야 한다.
외부조건에 따라 턴-오프 시간도 변화한다.
온전류가 증가하면 턴-오프 시간도 길어진다.
역인가전압이 크게되면 역회복 전류가 크게되면 턴-오프 시간이 짧아진다.
온전류 감소율이 크게되면 턴-오프 시간이 짧아진다.
재인가 오프전압 및 그 상승률을 크게하면 턴-오프 시간이 길어진다.
온도가 상승하면 턴-오프 시간이 길어진다.
(7) 전력용 MOS FET
전력용 MOS FET는 원칙적으로 다수캐리어만 동작하기 때문에 바이폴라 트랜지스터와 같은 소수 캐리어의 영향은 없고 접합형 FET이상의 고입력 임피던스를 갖고 있다.
1) 전력용 MOS FET의 특성
1. MOS FET는 다수캐리어 바이어스이다. 따라서 소수캐리어 디바이스인 바이폴라 트랜지스터와는 크게 다르다.
2. 바이폴라 트랜지스터와 같이 전류를 제어하는 것이 아니라 게이트-소스간에 인가하는 전압에 의해서 제어하는 전압제어형 디바이스이다.
3. 다수캐리어 디바이스이기 때문에 캐리어 축적 효과에 의한 축적 시간이 없고 고주파 스위칭 동작이 가능하다.
4. 바이폴라 트랜지스터에서는 고전압 영역에서 발생하는 전류 집중에 의해서 설명된 2차 항복현상으로 정션파괴가 일어날 수 있기 때문에 소자의 사용에 있어서 충분한 딜레이 팅이 취해지고 있다. 한편 전력용 MOS FET는 부의 온도계수를 갖고 있어서 2차 항복현상이 일어나기 어렵고 파괴에 강하므로 최대정격 한도까지 허용할 수 있다.
5. 전력용 MOS FET를 스위칭 동작에서 사용할 경우 스위치시간 즉 상승시간과 하강시간이 바이폴라 트랜지스터에 비하여 1자리 이상 빨라진다. 이 때문에 턴-온 손실 및 턴-오프손실은 거의 무시할 수 있는 값이 된다.

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