征文选登 | 功率半导体让生活更美好

原创 英飞凌工业半导体 2021-06-04 17:43

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01

什么是功率半导体


电力电子技术和半导体技术在我们生活中扮演重要的角色:

● 变频空调,变频冰箱,变频洗衣机使我们生活更节能,更舒适;

● 高铁,轻轨,地铁使我们出行更便捷;

● 电动汽车,氢燃料电池汽车动力好,零污染;

 风力发电,光伏发电清洁能源使我们天更蓝,水更清;


这些都离不开电机驱动技术,离不开电能的变流技术,他们的核心是大功率电子开关,绝缘栅双极型晶体管——IGBT




IGBT本质上是个晶体三极管,是半导体的基本单元之一。



晶体三极管进入我们生活是60年前,1958年3月13日,我国第一台半导体收音机在上海诞生,这以后的很多年中,装一台高级6管超外差式收音机是无线电爱好者的基本功。


晶体管是20世纪的重大发明,晶体管的发明为集成电路的降生吹响了号角。


今天半导体是尖端技术,产业规模将近5000亿美元,这其中有个新能源和节能有关的细分市场——IGBT。


IGBT是个电子开关,它用小电流、小电压控制负载中的电压电流。


IGBT能通过几百安培的电流,能耐受几千伏电压,这可不容易,是半导体的技术登峰造极之作。


这样的器件在你家里到处可见,充电器、变频空调洗衣机……


IGBT是半导体芯片,薄如纸张,电流从芯片的背面流向正面。一个1平方厘米见方,120微米厚的IGBT芯片,需要承受1200V高的电压,可以在-40度到175度时,妥妥关断300A电流, 在工作的时候一个芯片需要每秒钟开通关断几万次。这样的芯片需要封装的功率器件的基本封装中,譬如TO-247中,有三个脚,一个门极控制着另外两脚的导通与关断。



为了把IGBT做成各种电路功能或做成更大电流的器件,人们发明了IGBT模块和带驱动的智能模块。


02

功率半导体还我绿色星球


石油和煤是最主要的能源,石油是交通工具的主要能源,煤炭是发电的主要能源,在燃烧过程中会产生大量的温室气体。


一吨标准煤可发3000度电,燃烧一吨标准煤,就产生2.6吨二氧化碳。


假设你家每月电300度,就会产生二氧化碳260千克,130立方米,可以使4百万立方米的空气二氧化碳浓度增加10%。(二氧化碳体积浓度 0.03%-0.04%)


同样可以估算出一升汽油,在燃烧后产生2.3千克的二氧化碳,比汽油本身质量还高。


人类的出路

发展光伏,风力等新能源发电

发展电动汽车和氢燃料电池汽车


节约使用石油不仅仅为了减少排放,石油是工业的血液,我们看一段视频,上海世博会石油馆主展影片《石油梦想》

英飞凌工业半导体 英飞凌工业半导体同名公众号是英飞凌功率半导体产品技术和应用技术的交流平台和值得收藏的资料库。提供新产品介绍,应用知识和经验分享,IGBT在线课程,线上线下研讨会发布和回放。 欢迎来稿:IPCWechat@infineon.com。
评论
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