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1. 개요
Power Semiconductor Device
전기 에너지의 변환 (Analog To Digital / Digital To Analog) 혹은 제어용으로 최적화되어 있는 반도체 소자를 말한다.2. 응용
일반적인 반도체와 달리 압력과 온도에 대한 내성을 최우선 순위로 고려하며, 대(大)전류 용도로 개발되므로 면적면에서도 상당히 비대하다. 전력 전자공학의 핵심 요소로, 모든 전자제품의 전력 부분은 전력 반도체 소자로 이루어져있다.전류의 밸브 역할을 한다고 하여 반도체 밸브 장치, 밸브 소자라고 부르기도 한다.
3. 종류
전력 반도체는 동작 전압에 맞추어 설계되는 것이 일반적이다. 따라서 종류가 어마무시하게 많다.대형 소자는 가전제품 용도의 220V / 440V 급이나 지하철 변전소용 1200V / 1800V 등으로 설계된다.
소형으로 갈수록 자동차용 40V / 60V / 80V / 120V급이나 휴대용품용 5V / 8V / 12V급, 휴대폰용 3.3V / 1.8V 등으로 떨어진다.
4. 분류
일반적으로 아래와 같은 분류가 있다.4.1. 다이오드
역사상 가장 단순하면서 가장 효율적인 전력 반도체 소자. 단순하게 크게만 만들면 대전력을 소화할 수 있다보니 가장 많이 사용되는 소자다.휴대폰 내 전력 소자도 다이오드 형태를 여러 개 엮어 만드는 경우가 많다.
4.2. 전력용 MOSFET
빠르게 동작하면서 작게 설계하는 일반 FET 구조와 달리 대면적을 이용하여 크게 만드는 FET 을 의미한다.열 전도 특성상 단순히 Drain / Source / Gate를 크게 그려서 완성했다가는 터지기 쉽다. 때문에 Gate는 Finger 구조를 이용하고, Drain/Source 는 중간 중간 공간을 뚫어서 전류 Hot Spot를 최소화 하는 등의 여러 조치를 취하게 된다.