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

Félvezetők Vezetők: - fémek Ag, Cu, Au, Al, Fe, … Szigetelők: - fa, porcelán, üveg, műanyag Félvezetők 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 Si Si Si kovalens kötés: E (e energiasávok) Si Si Si vezetési sáv tiltott sáv Si Si Si vegyértéksáv fém f.vez. szig.

Szennyezés A) Intrinsic félvezető: tiszta félvezető: ni=pi B) Szennyezett (extrinsic) félvezető: többségi töltéshordozók a) n-típusú: 5 vegyértékű elemmel szennyezve: P, As, … donor atom - elektron: negatív szabad töltéshordozó ne>>pi b) p-típusú: 3 vegyértékű elemmel szennyezve: B, Al, Ga, … akcepor atom - lyuk: pozitív szabad töltéshordozó pe>>ni hő (stb.) hatására a szennyezett félvezetőben is keletkeznek szabad elektron-lyuk párok, de sűrűségük nagyságrendekkel kevesebb kisebbségi töltéshordozók

dinamikus egyensúlyi állapot: p-n átmenet A p n K U + - rekombináció p n + - p-n átmenet Id  diffuziós áram Id (többségi töltéshordozók) nyitóirányú igénybevétel + - p n + - A K  drift áram ID ID  E tértöltési tartomány x u Ud Ud  diffúziós potenciál x u Ud’=U-Ud U záróirányú igénybevétel p n + - A K - ellentétes Id -vel (kisebbségi töltéshordozók) x u dinamikus egyensúlyi állapot: Id=ID Ud’=U+Ud

Dióda p n A K Típusai: Zener-dióda egy p-n átmenettel rendelkező félvezető elem - feszültségstabilizálás - egyik irányba vezet, másikba nem Kapacitásdióda Jelleggörbe: feszültséggel változtatható kapacitás ideális valóságos U I U I vezet Fénykibocsátó dióda (LED) Uny küszöb- feszültség zár letörés lavina-hatás Zener-hatás Optocsatoló (fotocella) Fotodióda megvilágítással nő a záróirányú áram Áramköri jelölés: Anód Katód Fényelem: - fényenergia hasznosítása

Tranzisztor IC UCE Jelleggörbék: UBE IB Áramköri jelölés: C E B p n E Áramköri jelölés: C E B p n E C B - IC IB UBE - B (bázis) C (kollektor) E (emitter) UCE IC - háromrétegű félvezető - egy p-n átmenet: nyitóirányú - egy p-n átmenet: záróirányú igénybevétel:

Tirisztor U - két p-n átmenet: nyitóirányú igénybevétel - egy p-n átmenet: záróirányú p n K A G Áramköri jelölés: Anód Katód G - ITi IG - gate (kapu) – vezérlő elektróda Ti vezet, ha UA>UK iG>0 - négy rétegű félvezető Jelleggörbe: Ti lezár, ha ITi<Itartó ideális valóságos Triac (triak, szimisztor): U ITi U ITi vezet GTO: zár A K G

Félvezető eszközök fejlődése 1950 1960 1970 1980 1990 2000 dióda triak RCT SCR LTT GTO MCT SIT SITh BJT PIC 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: lineáris üzemmód a normál aktív tartományban UCE IC Ut Ube Zf R ICmax M IM P = UMIM UM Ut állandó veszteség => hő => hűtés

Teljesítmény félvezető eszközök üzemmódja Nagy teljesítmény esetén: kapcsolásos üzemmód Ut UCE IC ICmax be Ki: I=0 Be: U=0 ki P = UI = 0 ?

Teljesítmény félvezető eszközök üzemmódja u belső kapacitás f P lineáris ki be ki be t i induktív fogyasztó kapcsolásos t p=ui

1. Teljesítmény dióda önkényes határ: UR250 V, IF1 A R = reverse, F = forward

1.1. Bekapcsolási idő forward recovery vagy turn-on time ameddig az összes töltéshordozó el kezd vezetni (kisebbségi) I Bekapcsolási időállandó: TFR = rdCD  (1…100) s rd = vezető irányú dinamikus ellenállás CD = diffúziós kapacitás  100 F I U U rd= U/I rd= dU/dI

1.2. Felszabadulási idő reverse recovery time = trr visszatérési idő vagy tárolási idő ameddig az összes (kisebbségi) töltéshordozó visszatér és a pn átmenet visszanyeri záróképességét trr = ta+tb ta = pn átmenetben tárolt kisebbségi töltéshordozók tb = a félvezető tömegében tárolt kisebbségi töltéshordozók

1.2. Felszabadulási idő jellemzői trr = f(IF, di/dt, C, …) lágysági tényező: SF= tb/ta t i trr ta tb trr t i ta tb 0,25IRR IRR lágy kikapcsolás meredek kikapcsolás IRR = felszabadulási áram

1.3. Bekapcsolási és felszabadulási idő hatása i1 t1 t2 i1 D1 + - K R L i U D2 i2  t i2 i t rövidzár

1.3. Bekapcsolási és felszabadulási idő hatásának kiküszöbölése i1 i1 D1 i D2 i2 + - K R L U Ls t1 t2 Rs Cs t i2 Ls csökkenti di/dt-t i t Cs átveszi az Ls-ben tárolt energiát Rs csillapítja a létrejövő rezgéseket

1.4. Párhuzamosan kapcsolt diódák U U R D1 D2 D1 D2 I1 I2 U1= U2 szórás => különböző karakterisztikák ugyan ahhoz a feszültséghez más áramok tartoznak P1 > P2 => D1 túl van terhelve => leég D2 veszi át a teljes áramot => az is leég

1.4. Megoldás a védelemhez állandósult állapotra R D1 D2 I1 I2 tranziens állapotra R D1 D2 i1 i2 u1 u2 i1  => di1/dt  => u1 => U-u1 => i1 => u2 => U+u2 => i2 => i1(= i-i2)

1.5. Soroba kapcsolt diódák Ur1 I U Ur2 R D1 D2 I ~ U Ir Különböző záróirányú karakterisztikák Ugyanaz a szivárgási áram => más zárófeszültségek => átüt vagy leég

Állandósult állapotra 1.5. Megoldás a védelemhez R D1 D2 10xIr Ir R D1 D2 ir C Tranziens állapotra Állandósult állapotra

1.6. Dióda típusok Általános rendeltetésű diódák trr=(50…100) s N (normal) trr=(50…100) s ~ {50, 60} Hz-es hálózat 2. Gyors diódák F (fast) speciális eljárások trr=(10…20) s különleges anyagok: Pt, Au középfrekvencia, digitális rendszerek 3. Schottky-diódák trr=100 ps fém - Si (n típusú) kisebbségi töltéshordozók kiküszöbölve még gyorsabb működés érhető el detektorok

1.7. Diódák kiválasztása áramköri kapcsolásból számolt értékek: katalógus adatok: záróirányú feszültség (UR, UBR) legnagyobb értéke UZmax  UZmeg nyitóirányú áram (IF) lineáris középértéke Id  In vezetőirányú veszteség P  Pn P = UnyId + rdIeff 2

2. Tirisztor A K G Bekapcsolása: => nem kívánatos hőmérséklet => fényvezérelt: LTT fény nagy feszültség => tönkremehet meredek feszültségnövekedés vezérlő elektródára kapcsolt áram => általános

2.1. Tirisztor bekapcsolási tranziense IG t iG td = delay time késési idő 10% tr = rise time felfutási idő IT iT t 90% 10% ton = turn on time bekapcsolási idő td tr ton

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 => trr Rekombinációs idő => trc tq = trr+trc kikapcsolási idő tq = f(iT,uT)

2.4. Tirisztor hálózati kommutációja u ~ U R A K t i szivárgási áram trr trc t uAK tq

2.5. Tirisztor kényszer kommutációja Rt A K T1 T2 R C + - t u U T2be T1be t iT1 szivárgási áram t uAK trr trc oltókörös tirisztor: tq

2.6. Tirisztor védelem u Rt Ti Do R C Ls Ti Cs Ds Rs1 Rs2 di/dt védelem du/dt védelem => soros Ls => párhuzamos Cs s = snubber

2.7. Tirisztor típusok 1. Általános tirisztor: N (normal) tq = (100…200) s  {50, 60} Hz hálózat 2. Gyors tirisztor: F (flink) tq = (20…60) s 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 tq = (5…10) s => nő a hatásfok gyorsabb kikapcsolás Hátránya tirisztorral szemben: nagyobb feszültségesés vezetéskor

2.7.2. GTO / Tranzisztor Előnye a tranzisztorral szemben: nagyobb zárófeszültség nagyobb csúcsáram rövid vezérlő impulzus anódáram vezérlőáram = 600 nagy bekapcsolási erősítés Hátránya tranzisztorral szemben: anódáram vezérlőáram = 6 kis kikapcsolási erősítés hajlamos a telítődésre

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 G villamos vagy galvanikus leválasztás nagy feszültség, nagy áram alkalmazása esetén

2.7.7. MCT – MOSFET Controlled Thyristor A K G R T M A K G feszültség vezérelt csak adott áram érték alatt vezérelhető 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 be-/kikapcsolási időtartamra folyamatos vezérlőjel kívánatos a bizonytalan állapotok kiküszöbölése érdekében

2.8. Tirisztorok gyújtása galvanikus vagy villamos leválasztásra van szükség gyújtótranszformátor optocsatoló Az optocsatoló LTT-vel váltható ki. optocsatoló: LED + phototranzisztor gyújtótranszformátor: speciális porvasmagos kivitel

2.8.1. Optocsatolós tirisztorgyújtás Tr =  ~ Rt ~ U Ti + R1 uv OC R2 R3

2.8.2. Transzformátoros tirisztorgyújtás + Ti Tr t uC t uD D2 D3 R2 t uG t uv C R1 D1 T uv

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 uv t t uC Tirisztor vezérlő f0 & uC t AMV f >> f0 pl. f0=50 Hz, f=1 kHz

kiszűri a zavarjeleket 2.8.5. Vezérlőkör védelme csak a „+” impulzust engedi át áramkorlát csillapítás Tr Dg D1 R1 Rg Cg Ti növeli du/dt bírást csökkenti a tq-t növeli du/dt bírást kiszűri a zavarjeleket késleltetést hoz be kiküszöböli a „-” vezérlést

3. UJT – Unijunction Transistor kétbázisú (egyréteg) tranzisztor tirisztor gyújtójelének képzésére alkalmazzák áramköri jelölés: modell: kivitelezés: B1 E B2 n n+ p B2 B1 E n B2 B1 E p

3.1. UJT – jellemzői RBB = interbázis ellenállás = intrinsic stand-off ratio, leosztási arány vagy belső feszültségarány n B2 B1 E p UB2B1 UE = UB2B1 + UD = 0,47 … 0,82 UD = (0,6 … 0,7) V

3.2. UJT – bemeneti karakterisztika UE IE B2 B1 E UB2B1 Ube Rbe IE UE telítődés Up Uv Ip Iv billenő feszültség telítési negatív ellenállás UE = UD +  UB2B1 REB1 = Rpn + RB1, RB1 = RB1B2

3.3. UJT – kimeneti karakterisztika B2 B1 E UB2B1 Ube Rbe IB2 IE UB2B1 IB2 IE IE=0

3.4. UJT előnyei stabil Up billenő feszültség nagyon kis áram szükséges a billenéshez negatív ellenállású jelleggörbe jelleggörbe kevésbé függ a hőmérséklettől és időtől 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 Ut UB1 t R C B2 B1 E R2 R1 UE t UE Up Uv t R C B2 B1 E R2 R1 UE t UE Up Uv T1=RC T2=R1C T 2T T=RCln(1-)-1

3.6.2. UJT-s oszcillátor Ut B2 B1 E R2 R1 UE R C I= Ut-UE R I= Ut-Up R Ip I Up Uv UE IE Ip Iv I= Ut-Uv R Iv Ut-Uv Iv Ut-Up Ip R

3.6.3. UJT-s oszcillátor Ut B2 B1 E R2 R1 UE R C UB1=Ut R1 (R1+R2+RBB) UJT zár: UB1Up R1 (R1+REB1 SAT) UJT nyit: Billenési feszültség: Up=UD+Ut RBB+R1 (R1+R2+RBB) C   Uv, Iv változik C   EB1 átmenet tönkremegy

3.7.1. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor D1 D2 D3 D4 Dz R1 Ti Zterhelés R3 R4 R2 C U P

3.7.2. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor 1 t u U 3 min Az első impulzus már begyújt, a többi veszteséget okoz.

3.7.3. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor Az R1–et és a Dz-át úgy kell megválasztani, hogy a maximális áram fellépésekor is maradjon meg a Zéner-feszültség. U2-Uz R1 IZmax U Az UJT-ét, R3-at és R4-et úgy kell megválasztani, hogy a gyújtáshoz szükséges feszültség és áram biztosítva legyen. R1 teljesítménye nagy lesz. Külön kell számolni!

4. Teljesítmény tranzisztorok 1. BJT - Bipolar Junction Transistor Power teljesítmény bipoláris tranzisztor 2. MOSFET - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Power 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.

4.1.1. Power BJT – kapcsolási határadatok UCEmax, Icmax, Pdmax Másodfajú letörések: helyi forrópontok kialakulása nagy áramkoncentráció következtében. lehet anyaghiba, de adott U, I, t kombináció is, Tehát energiára lehet visszavezetni. Biztonságos nyitóüzemű tartomány. IC UCE Impulzus ms s Biztonságos záróüzemű tartomány. DC SOA : Safe Operating Area

4.1.2. Power BJT – munkapontok RT C RT RT L IC UCE IC UCE IC UCE

4.1.3. Power BJT – bázisvezérlések a) szimmetrikus b) aszimmetrikus c) arányos (önzáró) d) telítés nélküli

4.1.3.a. Power BJT – szimmetrikus bázisvezérlés uv t +U1 RC UCC R2 C -U2 R1 iB t

4.1.3.b. Power BJT – aszimmetrikus bázisvezérlés C2 R4 RC UCC R1 R2 C1 R3 T D uv

4.1.3.c. Power BJT – arányos (önzáró) bázisvezérlés beindulás után K kikapcsolható  önzáró külön áramkörrel kell kikapcsolni és C1-et kisütni N2 N1 IB IC = = RC UCC R1 C1 T K N1 N2 N3  arányos uv t iB iC

4.1.3.d. Power BJT – telítés nélküli bázisvezérlés UCE SAT = (0,2 … 0,3) V  UCE > UCE SAT UCE = UBE+ UD1- UD2= UBE = (0,6 … 0,7) V  gyorsabb kikapcsolás UCE UBE UD1 UD2  Psw csökken uv RC UCC R1 T D2 D1 száma nő  UCE nő  Pon nő D1  gondoskodni kell a többlet hő elvezetéséről

4.2.1. Power MOSFET - jellemzői - feszültségvezérelt - kisebb teljesítmény, de nagyobb frekvencia - nincs másodfajú letörés - gond az elektrosztatikus kisülés

4.2.2. Power MOSFET - vezérlés C1 RC UDD jelgenerátor us Rs M RG A bekapcsolási idő - a bemeneti kapacitástól függ. - RC taggal csökkenthető.

4.2.3. Power MOSFET – Totem Pole vezérlés C1 UCC Emmitterkövető kapcsolás ID  kis kimeneti impedanciák T1,2 D1 T1 T2 npn pnp D M uv OA  csökken a bekapcsolási idő Visszacsatolás C1-en keresztül: beállítja az ID növekedését és csökkensét D1 gyors változást biztosít egyik irányban

4.3.1. SIT – jellemzői, elve, jelölése - nagy teljesítmény, nagy frekvencia - a vákuum trióda félvezető változata S (source) D (drain) n n- n+ S p+ G (gate) G D

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 a BJT és Kombinálja előnyeit. a MOSFET Nagy bemeneti impedancia Nincs másodfajú letörés

4.4.2. IGBT – jelölés, felépítés, modell C (Collector) n- n+ p- p p+ eddig MOSFET, de … G E M RBE C RMOD C E G p+ G (gate) E (Emitter)

-közepes teljesítmény szint 4.4.3. IGBT – alkalmazása -közepes teljesítmény szint MOSFET < kapcsolási idő < BJT AC motorhajtás tápegységek szilárdtest relék

Párhuzamos és soros üzem: lásd diódák. 4.5. Tranzisztorok üzeme Párhuzamos és soros üzem: lásd diódák. du/dt Védelem: korlátozás. di/dt

4.6. Tranzisztorok védelme RT Ut Rv T Rs LT Cs Ds uv Ls Do áramkorlát: di/dt = Ut/Ls 3RsCs = (fs)(-1) fs = a kapcsolgatási frekvencia kondenzátor árama: t iCs Ts = (fs)(-1) s = RsCs Rs = 2Ls/Cs - csillapítás

5.1. Teljesítménymodulok teljesítmény félvezető eszközök meghajtó áramkörök Egy egységben: leválasztó áramkörök vezérlők védelem Monolitikus modul Hibrid modul egy Si lapkára (chipre) vannak integrálva külön a teljesítmény félvezetők és külön a vezérlő elektronika áramkörei de egy tokban. Előny: közvetlen digitális vezérlés. Gond: hőelvezetés, különösen a monolitikus modulnál.

5.2. Teljesítménymodul példa Áram- védelem Hőmérséklet Érzékelő Feszültség Meghajtó Vezérlő Leválasztó Buffer

5.3. Teljesítménymodul alkalmazás Tápegység 3f  = Asz. motor 3f  Fordulatszám érzékelő m Mikrokontroller Vezérlő felület Kijelző

6.1. Teljesítmény félvezetőeszközök főbb adatai Umax [V] Imax [A] fmax [Hz] tkapcs [s] Rvez [m] Dióda Gyors dióda Schottky dióda Tirisztor Gyors tirisztor LTT Triak GTO MCT BJT IGBT MOSFET SIT RCT SITh 5 k 1 k 100 0,16 3 k 1 k 10 k 2…5 1 40 60 20 k 0,23 10 8 k 5 k 1 k 200 0,25 1,2 k 1,5 k 10 k 20 0,47 4,5 k 10 k 15 2,5 1,2 k 300 400 200 3,57 2,5 k 1 k 5 k 40 2,1 4 k 2,2 k 20 k 6,5 5750 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 félvezető-eszközök minőségi jellemzői Vezérlés Túláram bírás Vezérlési veszteség Kapcsolási Tirisztor LTT GTO MCT BJT IGBT MOSFET SIT SITh áram fény feszültség nagy közepes alacsony alacsony nagy közepes nagy közepes alacsony

6.2. Teljesítmény félvezetőeszközök alkalmazása Villamosenergia elosztás Villamos vontatás f [Hz] S [VA] 10 100 1 k 10 k 100 k 1 M 10 M Ti Villamos hajtások nagy teljesítmény GTO BJT IGBT közepes teljesítmény Háztartási gépek MCT MOSFET Audio, TV, video Triak kis teljesítmény 10

6.3. Félvezető alapanyagok 1990 2000 2010 Si:  1 eV, max= 200C GaAs:  1,4 eV, max= 400C SiC:  3 eV, max= 650C Gyémánt:  5 eV, max= 800C tiltott elektronsáv szélessége