Teljesítményelektronika
Szakirodalom Csáky-Ganszky-Ipsits-Marti, Teljesítményelektronika, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971. Heumann, K., A teljesítményelektronika alapjai, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979. Rashid, M.H., Power Electronics, Pretince-Hall International Inc., 1993. Ramshaw, R.S., Power Electronics Semiconductor Switches, Chapman & Hall, 1993. Bencze János, Új utakon a villamos hajtások, Magyar Elektronika, 1. Szám, 1994.
Teljesítményelektronika tárgyköre A villamos energia lehetőleg kisveszteségű átalakítása elektronikus eszközökkel ~ = ~ =
Áramirányítók osztályozása Egyenirányító (rectifier): AC (alternative current) DC (direct current) Váltóirányító (inverter): DC (direct current) AC (alternative current) Frekvenciaváltó (frequency converter): fázis : m1 m2 frekvencia: f1 f2 Szaggató (chopper): U1 U2 lehet DC/DC vagy AC/AC
Vezetők: - fémek g, Cu, Au, Al, Fe, Félvezetők Szigetelők: - fa, porcelán, üveg, műanyag Az atomok periódusos rendszerének IV. oszlopába tartozó elemek: Ge, Si, C (gyémánt) Alapállapotban szigetelők, de külső hatás következtében vezetővé válnak: hőmérséklet, fény, elektromos tér, mágneses tér kovalens kötés: E (e energiasávok) Si Si Si vezetési sáv tiltott sáv Si Si Si vegyértéksáv fém f.vez. szig. Si Si Si
Szennyezés ) Intrinsic félvezető: tiszta félvezető: n i =p i ) Szennyezett (extrinsic) félvezető: többségi töltéshordozók a) n-típusú: 5 vegyértékű elemmel szennyezve: P, As, - elektron: negatív szabad töltéshordozó n e >>p i donor atom b) p-típusú: 3 vegyértékű elemmel szennyezve: B, Al, Ga, - lyuk: pozitív szabad töltéshordozó p e >>n i akcepor atom - hő (stb.) hatására a szennyezett félvezetőben is keletkeznek szabad elektron-lyuk párok, de sűrűségük nagyságrendekkel kevesebb kisebbségi töltéshordozók
A p n K + + - - rekombináció p - I + d n A + I D E - u U d x diffúziós potenciál -n átmenet diffuziós áram I d (többségi töltéshordozók) U d tértöltési tartomány A rift áram I D - ellentétes I d -vel (kisebbségi töltéshordozók) inamikus egyensúlyi állapot: I =I p-n átmenet U p n K + - u U x d =U-U d U p n + - u K x U d =U+U d nyitóirányú igénybevétel záróirányú igénybevétel
A p n K Dióda egy p-n átmenettel rendelkező félvezető elem egyik irányba vezet, másikba nem Jelleggörbe: ideális I vezet valóságos I Típusai: Zener-dióda - feszültségstabilizálás Kapacitásdióda -feszültséggel változtatható kapacitás Fénykibocsátó dióda (LED) zár 0 U 0 U ny U letörés küszöbfeszültség - lavina-hatás - Zener-hatás Áramköri jelölés: Anód Katód Optocsatoló (fotocella) Fényelem: Fotodióda -megvilágítással nő a záróirányú áram
U CE Tranzisztor Jelleggörbék: C pn p n - I C (bázis) (kollektor) (emitter) I B B - U BE E Áramköri jelölés: C E B I C I B 0 U BE - háromrétegű félvezető génybevétel: egy p-n átmenet: nyitóirányú egy p-n átmenet: záróirányú 0 U C
A Jelleggörbe: ideális valóságos I Ti p n p n - vezet I Ti K G ate (kapu) vezérlő elektróda - négy rétegű félvezető zár I Ti U I G Tirisztor 0 U 0 U - - két p-n átmenet: nyitóirányú - egy p-n átmenet: záróirányú igénybevéte Áramköri jelölés: Anód Katód Ti vezet, ha G U A >U K i G >0 Ti lezár, ha I Ti <I tartó Triac (triak, szimisztor): GTO: A G K
PIC Félvezető eszközök fejlődése 1950 1960 1970 1980 1990 2000 dióda triak RCT SCR LTT SIT GTO MCT SITh BJT IGBT MOSFET
Teljesítmény félvezető eszközök PSD=Power Semiconductor Device Thyristor = tirisztor SCR = Silicon Controlled Rectifier Triac = Triode Alternating Current GTO = Gate Turn Off RCT = Reverse Conducting Thyristor SITh = Static Induction Thyristor MCT = MOS Controlled Thyristor LTT = Light Triggered Thyristor LASCR = Light Activated Silicon Controlled Rectifier
Teljesítmény félvezető eszközök PSD=Power Semiconductor Device Transistor (Trans-fer Re-sistor) = tranzisztor BJT = Bipolar Junction Transistor FET = Field Effect Transistor MOSFET = Metal Oxid Semiconductor FET IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor SIT = Static Induction Transistor PIC = Power Integrated Circuit - Power Modules, Intelligent Modules, Smart Power
Teljesítmény félvezető eszközök üzemmódja Kis teljesítmény esetén: I C I Cmax lineáris üzemmód a normál aktív tartományban U t I M M U be R Z f U CE P = U M I M 0 U M U t állandó veszteség => hő => hűtés
Teljesítmény félvezető eszközök üzemmódja Nagy teljesítmény esetén: I C max be kapcsolásos üzemmód Ki: I=0 0 U t ki U CE Be: U=0 P = UI = 0?
Teljesítmény félvezető eszközök üzemmódja u belső kapacitás 0 i ki be ki be t P induktív fogyasztó lineáris kapcsolásos 0 p=ui t 0 f 0 t
1. Teljesítmény dióda A K önkényes határ: U R 250 V, I F 1 A R = reverse, F = forward
1.1. Bekapcsolási idő forward recovery vagy turn-on time -ameddig az összes töltéshordozó el kezd vezetni I (kisebbségi) Bekapcsolási időállandó: I T FR =r d C D (1 100) µs r d = vezető irányú dinamikus ellenállás C D = diffúziós kapacitás 100 µf 0 U U r d = U/ I r d =du/di
1.2. Felszabadulási idő reverse recovery time = t rr - visszatérési idő vagy tárolási idő ameddig az összes (kisebbségi) töltéshordozó visszaté és a pn átmenet visszanyeri záróképességét t rr = t a +t b t a = pn átmenetben tárolt kisebbségi töltéshordozók t b = a félvezető tömegében tárolt kisebbségi töltéshordozók
1.2. Felszabadulási idő jellemzői t rr = f(i F, di/dt, ϑ C, ) i lágysági tényező: SF= t b /t a t rr i t rr t a t b t a t b 0 t 0,25I RR I RR 0 t lágy kikapcsolás meredek kikapcsolás I RR = felszabadulási áram
1.3. Bekapcsolási és felszabadulási idő hatása i 1 i 1 K D 1 + U D 2 R i i 2 0 t - i 2 L 0 i t rövidzár 0
1.3. Bekapcsolási és felszabadulási idő hatásának kiküszöbölése i 1 K D 1 L s i 1 L s csökkenti di/dt-t i s átveszi az L s-ben tárolt energiát csillapítja a létrejövő rezgéseket 0 s + U - D 2 i 2 R s C s R L i i 2 0 0 t t
1.4. Párhuzamosan kapcsolt diódák I D 1 D 2 U I 1 R I 2 U órás => különböző karakterisztikák 0 1 = U 2 gyan ahhoz a feszültséghez más áramok tartoznak P 1 > P 2 => D 1 túl van terhelve => leég D 2 veszi át a teljes áramot => az is leég U
1.4. Megoldás a védelemhez D 1 D 2 I 1 I 2 D 1 D i 2 1 i 2 R R R R u 1 u 2 i 1 állandósult tranziens állapotra állapotra => di 1 /dt => u 1 => U-u 1 => i 1 => u 2 => U+u 2 => i 2 => i 1 (= i-i 2 )
1.5. Soroba kapcsolt diódák D 1 U r1 U r2 I 0 U D 2 ~U R I I r Ugyanaz a szivárgási áram => más zárófeszültségek Különböző záróirányú karakterisztikák => átüt vagy leég
1.5. Megoldás a védelemhez 10xI r R D 1 I r R C D 1 i r R D 2 R C D 2 Állandósult állapotra Tranziens állapotra
1.6. Dióda típusok 1. Általános rendeltetésű diódák N (normal) 2. Gyors diódák F (fast) speciális eljárások t rr =(50 100) µs ~ {50, 60} Hz-es hálózat t rr =(10 20) µs különleges anyagok: Pt, Au középfrekvencia, digitális rendszerek 3. Schottky-diódák fém - Si (n típusú) t rr =100 ps kisebbségi töltéshordozók kiküszöbölve még gyorsabb működés érhető el detektorok
1.7. Diódák kiválasztása áramköri kapcsolásból számolt értékek: róirányú feszültség (U R, U BR ) legnagyobb értéke nyitóirányú áram (I F ) lineáris középértéke katalógus adatok U Zmax U Zmeg I d I n vezetőirányú veszteség P P n 2 P = U ny I d + r d I eff
2. Tirisztor A G K Bekapcsolása: hőmérséklet fény nagy feszültség meredek feszültségnövekedés => nem kívánatos => fényvezérelt: LTT => tönkremehet vezérlő elektródára kapcsolt áram => általános
2.1. Tirisztor bekapcsolási tranziense i G 10% 0 i T 90% I G I T t t d = delay time késési idő t r = rise time felfutási idő 10% 0 t d t r t t on = turn on time bekapcsolási idő t on
2.2. Tirisztor vezérlő árama Gyújtó impulzusnak meglegyen a nagysága és időtartama a tartóáram kialakulásához Tirisztor bekapcsolása után a vezérlőáramot megszüntetni (fölösleges veszteség) Kikapcsolt tirisztoron ne legyen vezérlő jel (a szivárgási áram tönkreteszi)
2.3. Tirisztor kikapcsolódása 3 pn átmenet: 2 diódának megfelelő 1 ellentétes Diódának megfelelően => t rr Rekombinációs idő => t rc t q = t rr +t rc kikapcsolási idő t q = f(i T,u T )
2.4. Tirisztor hálózati kommutációja A K ~U R u 0 i 0 u AK t rr t rc t t szivárgási áram 0 t q t
2.5. Tirisztor kényszer kommutációja A T 1 K u U T 2 = U R t R + C - 0 T 2 be T 1 be t i T1 szivárgási áram 0 t ltókörös tirisztor: u AK t rr t rc 0 t q t
L s Ti 2.6. Tirisztor védelem R s2 u C R D o R t D s R s1 Ti C s di/dt védelem du/dt védelem => soros L s => párhuzamos C s s = snubber
2.7. Tirisztor típusok 1. Általános tirisztor: N (normal) t q = (100 200) µs {50, 60} Hz hálózat 2. Gyors tirisztor: F (flink) t q = (20 60) µs kényszerkommutációs, középfrekvenciás áramkör, inverter 3. GTO = Gate Turn-Off => kikapcsolható tirisztor + impulzus bekapcsol - impulzus kikapcsol
2.7.1. GTO / Tirisztor Előnye a tirisztorral szemben: nem kell kényszerkommutáció => nincs szükség további alkatrészekre kisebb elektromágneses (EM) zavarok gyorsabb kikapcsolás t q = (5 10) µs => nő a hatásfok Hátránya tirisztorral szemben: nagyobb feszültségesés vezetéskor
2.7.2. GTO / Tranzisztor lőnye a tranzisztorral szemben: nagyobb zárófeszültség nagyobb csúcsáram rövid vezérlő impulzus nagy bekapcsolási erősítés átránya tranzisztorral szemben: kis kikapcsolási erősítés hajlamos a telítődésre anódáram vezérlőáram = 600 anódáram vezérlőáram = 6
2.7.3. Triak - TRIAC - szimisztor nincs kijelölt A és K két ellenpárhuzamos tirisztor + és impulzussal is bekapcsolható, polaritás függvényében
2.7.4. RCT RCT Reverse Conducting Thyristor tirisztorral ellenpárhuzamosan kapcsolt dióda ASCR Asymmetrical Silicon Controlled Rectifier
2.7.5. SITH Static Induction Thyristor MOSFET-hez hasonló kisebbségi töltéshordozóra alapuló eszköz A K G + impulzus bekapcsol - impulzus kikapcsol nagyon érzékeny a gyártási technológiára
2.7.6. LTT - LASCR Light Triggered Thyristor Light Activated Silicon Controlled Rectifier A K villamos vagy galvanikus leválasztás nagy feszültség, nagy áram alkalmazása esetén G
.7.7. MCT MOSFET Controlled Thyristor T A K G A K M R feszültség vezérelt csak adott áram érték alatt vezérelhető G ennél nagyobb áram kikapcsolása esetén tönkremegy > hagyományos tirisztor kikapcsolást kell alkalmazni kis áram esetén rövidebb vezérlőimpulzus is elégséges nagy áram esetén hosszabb vezérlőimpulzus szükséges inverteres vagy szaggatós alkalmazásnál a teljes e-/kikapcsolási időtartamra folyamatos vezérlőjel kívánatos a bizonytalan állapotok kiküszöbölése érdekében
2.8. Tirisztorok gyújtása galvanikus vagy villamos leválasztásra van szükség optocsatoló gyújtótranszformátor Az optocsatoló LTT-vel váltható ki. optocsatoló: LED + phototranzisztor gyújtótranszformátor: speciális porvasmagos kivitel
2.8.1. Optocsatolós tirisztorgyújtás = ~ Tr R t R 1 + u v OC R 3 Ti ~U R 2
2.8.2. Transzformátoros tirisztorgyújtás + Tr Ti u C u D D 2 D 3 0 t 0 t R 2 u G u v t u v C R 1 D 1 T 0 t
2.8.3. Transzformátoros tirisztorgyújtás erősen induktív fogyasztó esetén => az áram lassan nő => hosszú gyújtóimpulzusra van szükség a tartóáram eléréséhez => nőnek a tirisztor veszteségei A gyújtótranszformátor csak váltakozó jelet tud átvinni. Megoldás: impulzuscsomag
2.8.4. Impulzuscsomag előállítása u v u C 0 Tirisztor vezérlő f 0 t 0 t & u C AMV f >> f 0 0 t pl. f 0 =50 Hz, f=1 khz
2.8.5. Vezérlőkör védelme csak a + impulzust engedi át D 1 R 1 áramkorlát csillapítás Ti Tr D g R g C g kiküszöböli a - vezérlést növeli du/dt bírást csökkenti a t q -t növeli du/dt bírást kiszűri a zavarjeleke késleltetést hoz be
3. UJT Unijunction Transistor kétbázisú (egyréteg) tranzisztor tirisztor gyújtójelének képzésére alkalmazzák áramköri jelölés: modell: kivitelezés: E B 2 B 1 E p B 2 n B 1 n + B 1 E B 2 n p
3.1. UJT jellemzői R BB = interbázis ellenállás η = intrinsic stand-off ratio, leosztási arány vagy belső feszültségarány B 2 U E = ηu B2B1 + U D E p n U B2B1 η = 0,47 0,82 U D = (0,6 0,7) V B 1
3.2. UJT bemeneti karakterisztika B 2 I E R be E U B2B1 U be I EUE U E = U D + η U B2B1 0 U E B 1 I v I p telítődés negatív ellenállá R EB1 = R pn + R B1, R B1 = ηr B1B2 U v telítési feszültség U p billenő feszültség
3.3. UJT kimeneti karakterisztika I B2 B 2 I E R be E I B2 U B2B1 U be I E B 1 I E =0 0 U B2B1
3.4. UJT előnyei stabil Up billenő feszültség nagyon kis áram szükséges a billenéshez negatív ellenállású jelleggörbe jelleggörbe kevésbé függ a hőmérséklettől és időtő alacsony előállítási költség nagy áramimpulzus terhelhetőség viszonylag nagy működési sebesség átkapcsolási idő néhány ns
3.5. UJT alkalmazása tirisztor gyújtása oszcillátorok, multivibrátorok időzítők hullámforma generátor
3.6.1. UJT-s oszcillátor U t U B1 R E R 2 B 2 0 t U E U p C U E B 1 R 1 U v 0 T 2T t T 1 =RC T 2 =R 1 C T=RCln(1-η) -1
3.6.2. UJT-s oszcillátor I R E B 2 R 2 U t I E I= U t -U E R I= U t -U p R I= U t -U v R I p I v C U E B 1 R 1 I v I p U t -U v I v R U t -U p I p 0 U E U v U p
C EB 1 átmenet tönkremegy 3.6.3. UJT-s oszcillátor U t R R 2 UJT zár: U B1 =U t R 1 (R 1 +R 2 +R BB ) E B 2 UJT nyit: U B1 U p R 1 (R 1 +R EB1 SAT ) C U E B 1 R 1 Billenési feszültség: ηr BB +R 1 U p =U D +U t (R 1 +R 2 +R BB ) C U v, I v változik
3.7.1. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor D 1 D 2 R 1 R 2 Z terhelés U D z P R 3 Ti D 3 D 4 C R 4
3.7.2. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor 1 2 u 1 U 3 2 3 0 α min t Az első impulzus már begyújt, a többi veszteséget okoz.
3.7.3. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor z R 1 et és a D z -át úgy kell megválasztani, hogy a maximális áram fellépésekor is maradjon meg a Zéner-feszültség. U U 2-U z R 1 I Zmax R 1 teljesítménye nagy lesz Külön kell számolni! Az UJT-ét, R 3 -at és R 4 -et úgy kell megválasztani, hogy a gyújtáshoz szükséges feszültség és áram biztosítva legyen.
4. Teljesítmény tranzisztorok 1. Power BJT - Bipolar Junction Transistor teljesítmény bipoláris tranzisztor 2. Power MOSFET - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor teljesítmény térvezérlésű tranzisztor 3. SIT : Static Induction Transistor 4. IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor szigetelt bázisú bipoláris tranzisztor
4.a. Teljesítmény tranzisztorok jellemzői Általában kapcsolóüzemben dolgoznak. A működés megértéséhez ideális kapcsolónak tekinthetők. Be- és kikapcsolásuk egyszerűbb a tirisztorokénál. A feszültségesés a telítési tartományban kisebb, mint a hagyományos tranzisztoroknál.
0 U CE 4.1.1. Power BJT kapcsolási határadatok U CEmax, I cmax, P dmax Másodfajú letörések: helyi forrópontok kialakulása nagy áramkoncentráció következtében. -lehet anyaghiba, de adott U, I, t kombináció is, Tehát energiára lehet visszavezetni. Biztonságos nyitóüzemű tartomány. Impulzus ms µ Biztonságos záróüzemű tartomány. SOA : Safe Operating Area I C DC
0 U CE 0 U CE 0 U C 4.1.2. Power BJT munkapontok R T R T C R T L C I C I C
4.1.3. Power BJT bázisvezérlések a) szimmetrikus b) aszimmetrikus c) arányos (önzáró) d) telítés nélküli
4.1.3.a. Power BJT v szimmetrikus bázisvezérlés +U 1 -U 2 t C R C R 1 R 2 i B v U CC i B 0 t
4.1.3.b. Power BJT aszimmetrikus bázisvezérlés C 2 R 4 D R C R 1 R 2 R 3 T u v C 1 U CC
4.1.3.c. Power BJT arányos (önzáró) bázisvezérlés beindulás után K kikapcsolható önzáró külön áramkörrel kell kikapcsolni és C 1 -et kisütni N 2 N 1 I C = =β arányos I B K C 1 R 1 N 2 i B i C T R C u v 0 t N 3 N 1 U CC
CE SAT 4.1.3.d. Power BJT telítés nélküli bázisvezérlés = (0,2 0,3) V CE = U BE +U D1 -U D2 =U BE gyorsabb kikapcsolás D 1 száma nő U CE nő P on nő gondoskodni kell a többlet ő elvezetéséről P sw csökken u v R 1 = (0,6 0,7) V U D2 U D1 D 2 D 1 U BE T U CE > U CE SA U CE R C U C
4.2.1. Power MOSFET - jellemzői - feszültségvezérelt - kisebb teljesítmény, de nagyobb frekvencia - nincs másodfajú letörés - gond az elektrosztatikus kisülés
A bekapcsolási idő - a bemeneti kapacitástól függ. - RC taggal csökkenthető. 4.2.2. Power MOSFET - vezérlés C 1 R s R 1 M R C u s R G U DD jelgenerátor
mmitterkövető kapcsolás kis kimeneti pedanciák T 1,2 csökken a ekapcsolási idő u v 4.2.3. Power MOSFET Totem Pole vezérlés C 1 D 1 OA npn pnp U CC T 1 T 2 I D M D Visszacsatolás C 1 -en keresztül: beállítja az I D növekedését és csökkensét D 1 gyors változást biztosít egyik irányban
4.3.1. SIT jellemzői, elve, jelölése G - nagy teljesítmény, nagy frekvencia - a vákuum trióda félvezető változata S (source) S G (gate) n + n n - D p n + + D (drain)
4.3.2. SIT előnyei, vezérlése, alkalmazása - rövid csatorna kis ellenállás kis feszültségesés - kis zaj, kis torzítás - kis hőellenállás - kis G-S kapacitás - kis kapcsolási idő Normál állapotban nyitott, negatív vezérlő feszültség szükséges a lezárásához. Nagy teljesítményű és nagyfrekvenciás berendezések: audio-, VHF/UHF, mikrohullámú erősítő
4.4.1. IGBT jellemzői szigetelt bázisú bipoláris tranzisztor Kis vezetési veszteség Kombinálja a BJT és a MOSFET előnyeit. Nagy bemeneti impedancia Nincs másodfajú letörés
4.4.2. IGBT jelölés, felépítés, modell C (Collector) eddig MOSFET, de C C p + R MOD G n + n - G M E G (gate) p + p p n + p - n + R B E
4.4.3. IGBT alkalmazása -közepes teljesítmény szint MOSFET < kapcsolási idő < BJT AC motorhajtás tápegységek szilárdtest relék
4.5. Tranzisztorok üzeme Párhuzamos és soros üzem: lásd diódák. Védelem: du/dt di/dt korlátozás.
U t L s 4.6. Tranzisztorok védelme áramkorlát: di/dt = U t /L s D o L T 3R s C s = (f s ) (-1) f s = a kapcsolgatási frekvencia kondenzátor árama: R T i Cs τ s = R s C s R v T C s u v R s D s 0 T s = (f s ) (-1) t R s = 2 L s /C s - csillapítás
5.1. Teljesítménymodulok teljesítmény félvezető eszközök meghajtó áramkörök Egy egységben: leválasztó áramkörök vezérlők védelem Monolitikus modul Hibrid modul y Si lapkára (chipre) külön a teljesítmény félvezetők és vannak integrálva külön a vezérlő elektronika áramkörei de egy tokban. Előny: közvetlen digitális vezérlés. Gond: hőelvezetés, különösen a monolitikus modulnál.
5.2. Teljesítménymodul példa Érzékelő Áramvédelem Feszültség védelem Hőmérséklet védelem Vezérlő Buffer Érzékelő Meghajtó Leválasztó Meghajtó
5.3. Teljesítménymodul alkalmazás f Tápegység = Teljesítménymodul 3f Asz. motor m Mikrokontroller Fordulatszám érzékelő Vezérlő felület Kijelző
6.1. Teljesítmény félvezetőeszközök főbb adatai Eszköz U max [V] I max [A] f max [Hz] t kapcs [µs] R vez [mω] Dióda Gyors dióda Schottky dióda Tirisztor Gyors tirisztor 5 k 3 k 40 8 k 1,2 k 5 k 1 k 60 5 k 1,5 k 1 k 10 k 20 k 1 k 10 k 100 2 5 0,23 200 20 0,16 1 10 0,25 0,47 GTO 4,5 k 4,5 k 10 k 15 2,5 Triak 1,2 k 300 400 200 3,57 RCT 2,5 k 1 k 5 k 40 2,1 SITh 4 k 2,2 k 20 k 6,5 5750 LTT MCT BJT MOSFET SIT IGBT 6 k 2,5 k 1 k 200 0,53 1,2 k 300 20 k 2,2 18 1,2 k 800 10 k 30 10 1,0 k 200 200 k 0,6 0,4 1,2 k 300 100 k 0,55 1200 1,8 k 400 50 k 2,3 60
6.2. Teljesítmény félvezetőeszközök minőségi jellemzői Eszköz Vezérlés Túláram bírás Tirisztor áram nagy GTO áram közepes SITh áram közepes LTT fény nagy MCT feszültség nagy BJT áram alacsony MOSFET feszültség alacsony SIT feszültség alacsony IGBT feszültség alacsony Vezérlési veszteség alacsony nagy közepes alacsony alacsony alacsony nagy alacsony közepes Kapcsolási veszteség nagy nagy alacsony nagy alacsony közepes alacsony alacsony alacsony
6.2. Teljesítmény S [VA] 10 M 1 M 100 k 10 k 1 k 100 10 félvezetőeszközök alkalmazása Ti Villamosenergia elosztás GTO Háztartási gépek MCT Triak Villamos hajtások Villamos vontatás IGBT BJT Audio, TV, video MOSFET nagy teljesítmény közepes teljesítmény kis teljesítmény
6.3. Félvezető alapanyagok 1990 2000 2010 Si: 1 ev, θ max = 200 C GaAs: 1,4 ev, θ max = 400 C SiC: 3 ev, θ max = 650 C Gyémánt: 5 ev, θ max = 800 C tiltott elektronsáv szélessége