Teljesítményelektronika

Az előadások a következő témára: "Teljesítményelektronika"— Előadás másolata:

1 Teljesítményelektronika

2 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.

3 Teljesítményelektronika tárgyköre
A villamos energia lehetőleg kisveszteségű átalakítása elektronikus eszközökkel ~ = ~ =

4 Áramirányítók osztályozása
Egyenirányító (rectifier): AC (alternative current)  DC (direct current) Váltóirányító (inverter): DC (direct current)  AC (alternative current) Frekvenciaváltó (frequency converter): fázis : m1  m frekvencia: f1  f2 Szaggató (chopper): U1 U lehet DC/DC vagy AC/AC

5 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.

6 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

7 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

8 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

9 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:

10 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

11 Félvezető eszközök fejlődése
1950 1960 1970 1980 1990 2000 dióda triak RCT SCR LTT GTO MCT SIT SITh BJT PIC IGBT MOSFET

12 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

13 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

14 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

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

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

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

18 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

19 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

20 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

21 1.3. Bekapcsolási és felszabadulási idő hatása
i1 t1 t2 i1 D1 + - K R L i U D2 i2  t i2 i t rövidzár

22 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

23 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

24 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)

25 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

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

27 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

28 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

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

30 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

31 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)

32 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)

33 2.4. Tirisztor hálózati kommutációja
u ~ U R A K t i szivárgási áram trr trc t uAK tq

34 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

35 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

36 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

37 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

38 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

39 2.7.3. Triak - TRIAC - szimisztor
nincs kijelölt A és K két ellenpárhuzamos tirisztor + és – impulzussal is bekapcsolható, polaritás függvényében

40 2.7.4. RCT RCT – Reverse Conducting Thyristor
tirisztorral ellenpárhuzamosan kapcsolt dióda ASCR – Asymmetrical Silicon Controlled Rectifier

41 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

42 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

43 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

44 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

45 2.8.1. Optocsatolós tirisztorgyújtás
Tr =  ~ Rt ~ U Ti + R1 uv OC R2 R3

46 2.8.2. Transzformátoros tirisztorgyújtás
+ Ti Tr t uC t uD D2 D3 R2 t uG t uv C R1 D1 T uv

47 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

48 2.8.4. Impulzuscsomag előállítása
uv t t uC Tirisztor vezérlő f0 & uC t AMV f >> f0 pl. f0=50 Hz, f=1 kHz

49 kiszűri a zavarjeleket
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

50 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

51 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

52 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

53 3.3. UJT – kimeneti karakterisztika
B2 B1 E UB2B1 Ube Rbe IB2 IE UB2B1 IB2 IE IE=0

54 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

55 3.5. UJT alkalmazása tirisztor gyújtása oszcillátorok, multivibrátorok
időzítők hullámforma generátor

56 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

57 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

58 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

59 3.7.1. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor
D1 D2 D3 D4 Dz R1 Ti Zterhelés R3 R4 R2 C U P

60 3.7.2. Hálózati szinkronizációjú oszcillátor
1 t u U 3 min Az első impulzus már begyújt, a többi veszteséget okoz.

61 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!

62 4. Teljesítmény tranzisztorok
BJT - Bipolar Junction Transistor Power teljesítmény bipoláris tranzisztor 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

63 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.

64 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

65 4.1.2. Power BJT – munkapontok
RT C RT RT L IC UCE IC UCE IC UCE

66 4.1.3. Power BJT – bázisvezérlések
a) szimmetrikus b) aszimmetrikus c) arányos (önzáró) d) telítés nélküli

67 4.1.3.a. Power BJT – szimmetrikus bázisvezérlés
uv t +U1 RC UCC R2 C -U2 R1 iB t

68 4.1.3.b. Power BJT – aszimmetrikus bázisvezérlés
C2 R4 RC UCC R1 R2 C1 R3 T D uv

69 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

70 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

71 4.2.1. Power MOSFET - jellemzői
- feszültségvezérelt - kisebb teljesítmény, de nagyobb frekvencia - nincs másodfajú letörés - gond az elektrosztatikus kisülés

72 4.2.2. Power MOSFET - vezérlés
C1 RC UDD jelgenerátor us Rs M RG A bekapcsolási idő - a bemeneti kapacitástól függ. - RC taggal csökkenthető.

73 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

74 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

75 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

76 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

77 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)

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

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

80 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

81 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.

82 5.2. Teljesítménymodul példa
Áram- védelem Hőmérséklet Érzékelő Feszültség Meghajtó Vezérlő Leválasztó Buffer

83 5.3. Teljesítménymodul alkalmazás
Tápegység 3f  = Asz. motor 3f  Fordulatszám érzékelő m Mikrokontroller Vezérlő felület Kijelző

84 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

85 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

86 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

87 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