電源管理半導(dǎo)體的新進(jìn)展
The New Development ofPowerManagement Semiconductor
一電源管理半導(dǎo)體與電力半導(dǎo)體
---1979年電力電子學(xué)會在我國成立,此后,人們開始把用于大功率方向的器件稱為電力半導(dǎo)體。由于微電子學(xué)把相關(guān)的器件稱為微電子器件,從而也有了電力電子器件之稱。電力半導(dǎo)體和電力電子器件兩個名詞幾乎是同義詞,功率MOSFET的出現(xiàn)逐步改變了對功率半導(dǎo)體的傳統(tǒng)理解。原有的電力電子器件,基本上是一種服務(wù)于電力、大電機(jī)傳動和工業(yè)應(yīng)用的器件。用電力來稱謂功率以后,使從事電力電子技術(shù)的人,習(xí)慣于將這些大功率器件看作功率半導(dǎo)體的主體。但功率MOSFET卻使電力電子應(yīng)用進(jìn)入了許多中小功率的范圍,近二十年來,形成了以通信、電腦、消費(fèi)電子、汽車(即所謂4個C)為中心的新的電力電子應(yīng)用領(lǐng)域。為了驅(qū)動MOS型器件,高壓集成電路(HVIC)也隨之出現(xiàn),這也就是功率集成電路(Power IC)的開始。
---圖1是根據(jù)iSuppli的關(guān)于2004年電源管理半導(dǎo)體的預(yù)測所畫出的各類半導(dǎo)體器件在產(chǎn)值方面所占的份額。圖2是進(jìn)一步將電源管理集成電路所包含的內(nèi)容作一個簡單的介紹,這也是引自iSuppli的介紹。
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這里我仍想特別強(qiáng)調(diào)說明的是：在我國現(xiàn)階段,各種類型的晶閘管正在為我國的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著巨大的作用。最鮮明的例子是西電東輸,南水北調(diào),大量的機(jī)車應(yīng)用等,其氣勢之大,說明我國的大功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展正遇上了最佳時(shí)機(jī)。而我國的有關(guān)研制者,在長期的努力下,也已逐步攀上了世界的技術(shù)高峰。雖然就世界而言,晶閘管的產(chǎn)值所占的比例不大,但并不能說明它的重要性已經(jīng)減弱,而相反,它正在成為我國最近科技發(fā)展中的一個值得驕傲的方面。圖3把電力半導(dǎo)體和電源管理半導(dǎo)體的理解作了一定的聯(lián)系,我們可以看到,電力半導(dǎo)體最早的代表是整流元件和可控硅。之后又向特大功率發(fā)展并不斷在電力等部門扮演著關(guān)鍵角色。而大量的新型電源管理半導(dǎo)體則推動了新興的4C產(chǎn)業(yè),我這里特別以同步整流作為例子,來說明它們和原來的整流和可控硅行業(yè)是一脈相承的。從這個意義上來說,電力半導(dǎo)體和電源管理半導(dǎo)體只是從兩個不同的側(cè)面來描寫功率半導(dǎo)體的結(jié)果。
---本文采用電源管理半導(dǎo)體這個用語,是因?yàn)楸疚膫?cè)重于介紹功率半導(dǎo)體近年來在4C等方面的發(fā)展。而當(dāng)今世界各種類型電子雜志,以及各個相關(guān)公司的產(chǎn)品介紹,電源管理半導(dǎo)體已經(jīng)是普遍使用的用語。它突現(xiàn)了一個特點(diǎn),即大量電源管理IC卷入電源應(yīng)用,而單純地把電源管理半導(dǎo)體等同于分立器件的時(shí)代已經(jīng)過去。iSuppli在2003年介紹電源管理半導(dǎo)體時(shí)歸納出一個概念：電源管理半導(dǎo)體主要是指用于電源及功率控制中非線性應(yīng)用的功率半導(dǎo)體,它包括了功率IC(Power IC)及部分分立器件。以 2002年為例,電源管理半導(dǎo)體的市場約占當(dāng)年整個半導(dǎo)體市場的9%,模擬IC的21%,分立器件的60%。這樣一種提法也有一些缺陷,因?yàn)閷?shí)際上這些年,一些專用數(shù)字IC也已加入了電源管理半導(dǎo)體的隊(duì)伍。近來數(shù)字控制功率也已提到日程,它可以使控制更為精確和敏感。這些都說明電源管理半導(dǎo)體的范圍還在進(jìn)一步擴(kuò)大中。
