전력반도체소자

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<전력 반도체 소자란?>
- 전력 반도체 소자는, 전력 장치용의 반도체소자이다. 전력의 변환이나 제어용으로 최적화되어 있어서, 전력 전자공학의 핵심 소자이다. 일반적인 반도체소자에 비해서 고내압화, 큰 전류화, 고주파수화된 것이 특징이다. 일반적으로 전원 장치(Power device)라고도 하며, 정류 다이오드, 전력 MOSFET, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT), 사이리스터, 게이트 턴 오프 사이리스터 (GTO), 트라이액 (triac)등으로 알려져 있다.
통전 제어의 가부에 관계 없이 한방향으로 손실 없이 전류를 흘릴 수 있는 소자를, 밸브 장치라고 부르며, 전력 반도체소자는 그 안에 포함되어 반도체 밸브 장치라고도 불린다.
정격 전압, 정격 전류는 용도나 소자의 구조에 따라 다르지만, 정격전압은 220 볼트 전원선과 440 볼트 전원선에 대응한 600 볼트와 1200 볼트가 일반적이고, 정격전류는 1 암페어에서 1 킬로암페어 이상으로 폭이 크다.

<중 략>

전력기기의 용도에는 전자에 비해서 전압파형 제어의 즉응성이 요구되기 때문에 스위칭 속도가 빠른 GTO 정도의 디바이스가 많이 사용된다. 주회로 전압 수 kV 정도 이하에서는 IGBT 적용 예도 볼 수 있다. 전기 철도 분야에서는 차량의 전동기 구동, 보조전원 및 지상전원설비 용도로 대별된다. 전동기 구동이나 보조전원 용도에는 인버터의 스위칭에 수반되는 전동기 소음의 저감, 필터 회로의 소형화, 파형 제어성능을 향상시킬 목적으로 I G B T를 사용한 고주파 스위칭 방식이진전되고 있다.
산업용 전원에는 많은 종류가 있으며, 각각의 회로방식에 적합한 파워 반도체 디바이스가 사용되고 있지만 변환효율을 저하시키지 않는 범위에서 고주파수의 스위칭이 가능한 I G B T나 파워 M O S F E T가 사용된다. 고주파화의 목적은 출력전압이나 전류의 제어성 향상, 출력파형 정형용 필터나 절연변압기의 소형?경량화 등 외에 사무소 등에 전원장치를설치하는 용도에는 스위칭에 수반되는전자소음을저감시키는 것을 목적으로 스위칭 주파수를 십수 kHz 이상으로 높이는 경우도많다.

참고 자료

위키백과사전
http://www.chomdan.co.kr/webzine/etric/1998/12/199812-2648.pdf
http://www.niec.co.jp/english/products/pdf/CQdiodeKr.pdf