Anailís ar Theicneolaíocht Trasraitheora Cumhachta

Stádas Forbartha Trasraitheoirí Cumhachta
Tar éis blianta fada forbartha, tá dul chun cinn suntasach déanta. Ó thrasraitheoirí luath-dhépholacha (BJTanna) go trasraitheoirí éifeacht allamuigh leathsheoltóra ocsaíd miotail (MOSFETanna) an lae inniu agus trasraitheoirí dépholach geata inslithe (IGBTanna), tá feabhas mór tagtha ar thrasraitheoirí cumhachta i dtéarmaí friotaíochta, luas aistrithe, friotaíocht voltais, agus dlús cumhachta.

Trasraitheoir Dépholach (BJT)
Is trasraitheoir cumhachta luath a úsáidtear go forleathan é BJT le gnóthachan ard reatha agus tréithe líneacha maith, ach tá a luas aistrithe sách mall agus tá an caillteanas seoltachta mór.

Trasraitheoir éifeacht allamuigh leathsheoltóra ocsaíd mhiotail (MOSFET)
Tá impedance ionchuir ard, friotaíocht íseal, agus tréithe aistrithe tapa ag MOSFETanna, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach d'fheidhmchláir lasctha ardluais agus ísealvoltais. Úsáidtear go forleathan é i réimsí mar athrú soláthairtí cumhachta, tiontairí DC-DC, agus feithiclí leictreacha.

Trasraitheoir Dépholach Geata inslithe (IGBT)
Comhcheanglaíonn IGBT caillteanas seoltachta íseal BJT le bacainní ard-ionchuir agus tréithe aistrithe tapa MOSFET, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir ardvoltais agus ardsrutha ar nós inverters agus tiomántáin mhótair.

Príomhchineálacha
Roinntear trasraitheoirí cumhachta go príomha sna catagóirí seo a leanas, agus tá tréithe uathúla agus cásanna feidhmithe ag gach ceann acu:
MOSFET ísealvoltais
Úsáidtear go príomha in iarratais lasc íseal-voltais agus ardluais, mar motherboards ríomhaire, córais bainistíochta ceallraí, agus gléasanna leictreonacha iniompartha. Tá friotaíocht an-íseal aige, luas aistrithe tapa, agus tomhaltas ísealchumhachta.

MOSFET ardvoltais
Úsáidtear go príomha i réimsí cosúil le bainistíocht cumhachta, soilsiú, agus feithiclí leictreacha. Tá friotaíocht ardvoltais aige agus caillteanas seoltachta íseal, ach tá an luas aistrithe sách íseal.

IGBT
Úsáidtear go príomha in iarratais ardvoltais agus ard-srutha, mar inverters, tiontairí minicíochta, agus córais rialaithe mótair le haghaidh feithiclí leictreacha. Comhcheanglaíonn sé na buntáistí a bhaineann le BJT agus MOSFET, ach ní fheidhmíonn sé go dona in iarratais ard-minicíochta.

Superacom MOSFET
Is MOSFET feabhsaithe é a laghdaíonn go mór an fhriotaíocht ar aghaidh agus a fheabhsaíonn an cumas voltais a sheasamh trí struchtúr an trasraitheora a bharrfheabhsú. Úsáidtear go forleathan é i soláthairtí cumhachta ard-éifeachtúlachta agus inverters.

Príomhpharaiméadair theicniúla
Agus trasraitheoirí cumhachta á roghnú agus á n-úsáid, ní mór na paraiméadair theicniúla ríthábhachtacha seo a leanas a chur san áireamh:
Ar fhriotaíocht (RDS (ar))
Dá ísle an fhriotaíocht ar aghaidh, is lú an caillteanas ar aghaidh, rud a chabhraíonn le héifeachtúlacht an chórais a fheabhsú. Is gnách go mbíonn friotaíocht ar aghaidh MOSFETanna níos ísle ná friotaíocht BJTanna agus IGBTanna.

Uasmhéid srutha (ID)
Tagraíonn sé don sruth uasta is féidir le trasraitheoir a sheasamh, agus ba cheart go gcinnteodh an roghnú go bhféadfaidh sé freastal ar riachtanais reatha an chuaird.

Friotaíocht voltais (VDS nó VCE)
Tagraíonn sé don uasvoltas is féidir le trasraitheoir a sheasamh nuair atá sé as riocht. Athraíonn na ceanglais maidir le friotaíocht voltais i gcásanna iarratais éagsúla, agus ba cheart an tsamhail chuí a roghnú de réir riachtanais shonracha.

Luas aistrithe (tr agus tf)
Tagraíonn sé don am a thógann sé ar thrasraitheoir dul ó sheoladh go dínascadh nó ó dhínascadh go seolta. Éilíonn feidhmchláir lasc ardluais go roghnófar trasraitheoirí le luasanna aistrithe tapa.

Diomailt cumhachta (PD)
Tagraíonn sé don teas a ghineann trasraitheoir le linn a oibriú. Is gá trasraitheoirí a roghnú le dea-fheidhmíocht diomailt teasa chun a n-oibriú cobhsaí a chinntiú faoi choinníollacha ardchumhachta.

Cásanna iarratais
Úsáidtear trasraitheoirí cumhachta go forleathan i réimsí éagsúla, agus is iad seo a leanas roinnt cásanna iarratais tipiciúla:
Mód Aistriú Soláthar Cumhachta
Agus soláthairtí cumhachta á n-aistriú, úsáidtear MOSFETanna agus IGBTanna go forleathan chun fuinneamh a chomhshó go héifeachtúil. Tá MOSFETanna oiriúnach do sholáthairtí cumhachta lasctha ísealvoltais, agus úsáidtear IGBTanna le haghaidh soláthairtí cumhachta lasctha ardvoltais.

feithicil leictreach
Úsáideann an córas rialaithe mótair agus bainistíochta fuinnimh sa tSín go forleathan IGBT agus MOSFET. Tá IGBT oiriúnach do thiomáint mótair ardvoltais agus ard-srutha, agus úsáidtear MOSFET le haghaidh bainistíochta ceallraí agus tiontairí DC-DC.

Inverter fótavoltach
Úsáidtear trasraitheoirí cumhachta chun sruth díreach a thiontú ina sruth ailtéarnach. Úsáidtear IGBT agus superjunction MOSFET go coitianta i bhfeistí comhshó fuinnimh ard-éifeachtúlachta den sórt sin.

uathoibriú tionsclaíoch
I réimse an uathoibrithe thionsclaíoch, úsáidtear trasraitheoirí cumhachta le haghaidh tiomántáin mhótair, tiontairí minicíochta, agus córais servo. Cinntíonn a saintréithe éifeachtacha agus iontaofa oibriú cobhsaí an chórais
Treochtaí Forbartha sa Todhchaí
Leanfaidh teicneolaíocht trasraitheora cumhachta ar aghaidh ag forbairt agus ag forbairt amach anseo, agus beidh na príomhthreochtaí ina measc:

Éifeachtúlacht a fheabhsú agus tomhaltas cumhachta a laghdú
Trí struchtúr agus ábhair an trasraitheora a bharrfheabhsú, laghdú breise a dhéanamh ar fhriotaíocht ar aghaidh agus caillteanais aistrithe, feabhas a chur ar éifeachtúlacht an chórais, agus tomhaltas fuinnimh a laghdú.

Feidhm ábhair nua
Tá cur i bhfeidhm na n-ábhar leathsheoltóra bandgap leathan ar nós chomhdhúile sileacain SiC agus nítríde galium GaN i trasraitheoirí cumhachta ag éirí níos forleithne. Tá tréithe friotaíocht ardvoltais, minicíocht ard, agus caillteanas íseal ag trasraitheoirí SiC agus GaN, agus beidh ról tábhachtach acu i réimse an chomhshó éifeachtach fuinnimh.

Comhtháthú agus faisnéis
Trí trasraitheoirí cumhachta, ciorcaid tiomána agus ciorcaid chosanta a chomhtháthú i bpacáiste amháin chun modúl cumhachta cliste (IPM) a fhoirmiú, simplítear an dearadh agus feabhsaíonn sé iontaofacht. Úsáidfear modúil chumhachta Chliste go forleathan i réimsí mar uathoibriú tionsclaíoch, feithiclí leictreacha, agus fearais tí.

Comhshó ard-minicíochta
Le méadú ar iarratais ard-minicíochta mar mhuirearú gan sreang agus cumarsáid 5G, tá gá le minicíochtaí lasca níos airde a bheith ag trasraitheoirí cumhachta. Spreagfaidh ábhair agus dearaí nua forbairt trasraitheoirí cumhachta in iarratais ard-minicíochta.

Miniaturization
Le forbairt feistí leictreonacha i dtreo méideanna tanaí, éadroma agus dlúth, beidh trasraitheoirí cumhachta ag athrú freisin i dtreo méideanna níos lú agus dlús cumhachta níos airde chun freastal ar riachtanais feistí iniompartha agus miniaturized.

 

https://www.trrsemicon.com/transistor/mosfet-transistor/mosfet-ao3406.html