Простой способ управления ключами COOlSIC MOSFET
В статье описан легко воспроизводимый способ определения чувствительности карбидокремниевых MOSFET, и представлены результаты испытаний дискретных COOlSIC MOSFET.
Введение
Включение транзисторов, обусловленное ёмкостью Миллера, часто считается недостатком современных карбидокремниевых (SiC) MOSFET. Во избежание этого эффекта схемы управления затвором для преобразователей с жесткой коммутацией, как правило, реализуются с использованием отрицательных напряжений выключения затвора. Но так ли следует управлять транзисторами COOlSIC MOSFET?
Ключевым условием успешной реализации схем с управляющим затвором является корректный выбор уровня напряжения затвора. Технология COOlSIC MOSFET от компании infineon предусматривает выбор напряжения включения затвора в пределах между 18 и 15 В так, чтобы ключ имел наибольшую токонесущую способность или устойчивость к короткому замыканию, соответственно.
Паразитный эффект включения
Нежелательное включение полупроводникового ключа происходит из-за индуктивной или ёмкостной обратной связи (ос) с затвором. Как правило, у SiC MOSFET ёмкостная ОС возникает из-за ёмкости Миллера (см. рис. 1). Внутренний диод ключа S2 в нижнем плече проводит ток нагрузки Il, пока не замкнется ключ S1. После коммутации этого тока в ключ S1 начинает возрастать напряжение сток–исток ключа S2. На данном этапе вследствие увеличения потенциала стока растет напряжение затвора ключа S2, что обусловлено наличием ёмкости Миллера C
Рис. 1. Влияние ёмкости Миллера CGD при выключении внутреннего диода
Разумеется, риск одновременного замыкания ключей и тяжесть его последствий зависят от конкретных условий эксплуатации и измерительного оборудования. наиболее критичными показателями являются высокое напряжение шины постоянного тока, резкий рост напряжения и высокая температура перехода. Из-за них не только возрастает напряжение затвора, но и снижается пороговый уровень. к основным факторам, оказывающим влияние на оборудование, относятся нежелательная паразитная ёмкость платы, параллельная ёмкости C
Измерительная схема
Чтобы определить чувствительность к паразитному эффекту включения, разработчики часто используют характеристику заряда затвора полупроводникового ключа из технического описания.
Оценочная плата с полумостовой конфигурацией реализована в соответствии со схемой на рисунке 2. В ней ключ в нижнем плече является испытуемым устройством, а ключ в верхнем плече работает в качестве генератора сигналов dv/dt. При включении транзистора в верхнем плече рост напряжения сток–исток ключа в нижнем плече приводит к изменению напряжения затвора dvDS/dt. При этом, чем меньше сопротивление в цепи затвора ключа в разомкнутом состоянии, тем меньше шанс паразитного включения.
Рис. 2. Измерительная схема для снятия характеристик: ключ S1 в верхнем плече работает как генератор сигналов dv/dt, а ключ S2 является испытуемым устройством.
Цель измерения – установить максимальную величину сопротивления в цепи затвора разомкнутого ключа S2, при которой еще удается избежать паразитного включения
Рис. 3. Характеристики 1200-В/45-мОм COOlSIC MOSFET при 100°C с разными значениями сопротивления в цепи затвора разомкнутого ключа R
Результаты измерений
Тестирование при нулевом нагрузочном токе означает, что внутренний диод испытуемого устройства не является прямосмещенным до переходного процесса при коммутации. Поскольку восстановления диода не наблюдается, переходный процесс обусловлен только перезарядом ёмкостей транзисторной структуры. В таких условиях напряжения, наведенные на паразитные индуктивности, не играют существенной роли. таким образом, у корпуса TO-247 и 4-выводного корпуса TO-247 – одинаковые характеристики.
Результаты измерений при напряжении 800 В и токе представлены на рисунке 4. Хорошо видно, что для предотвращения эффекта включения из-за паразитной ёмкости величина RGoff должна быть тем ниже, чем больше dvDS/dt и выше температура. Заметим, что нулевого напряжения затвора разомкнутого ключа достаточно, чтобы избежать нежелательного отпирания даже при 50 В/нс и температуре 175°C. Если нельзя выбрать достаточно малое сопротивление R
При более высоких уровнях нагрузки происходит жесткая коммутация между внутренним диодом ключа S2 и ключом S1. Из-за обратного восстановления диода и индуцированного напряжения ситуация немного усложняется. По сути, необходимо учитывать три следующих эффекта:
1. Процесс восстановления внутреннего диода уменьшает среднюю скорость dvDS/dt и препятствует включению, обусловленному паразитной ёмкостью.
2. Из-за колебательных процессов между индуктивностью коммутационной петли и выходной ёмкостью устройства локально возрастает величина dv
3. При использовании стандартного корпуса TO-247 отрицательная обратная связь через общий вывод истока ключа S2 уменьшает напряжение затвора, в результате чего возрастает устойчивость к паразитному эффекту включения.
Очевидно, что вклад каждого из трех перечисленных факторов зависит от аппаратной реализации измерительной установки. например, при использовании оценочной платы во всех трех описанных в статье тестах наиболее критичными являются условия эксплуатации, при которых температура равна 175°C, а ток – 0 A. Таким образом, заштрихованная область, в которой отсутствует включение из-за паразитной ёмкости, на рисунке 4 соответствует результатам измерения при токе 40 А. И в этом случае не важно, какой корпус использовался, – TO-247 или 4-выводной TO-247.
Рис.
4. Зависимость критичных значений сопротивления в цепи затвора от dvDS/dt 1200-В/45-мОм CoolSiC MOSFET. Точки измерения получены при напряжении 800 В и токе 0 А; напряжение затвора разомкнутого ключа – 0 В. Пунктирные линии соответствуют расчетным значениям
Высокоскоростные коммутационные приложения
Как видно из рисунка 3, трудно отличить друг от друга ток, протекающий при одновременном замыкании ключей, от тока обратного восстановления внутреннего диода. Оба эффекта замедляют или сглаживают изменение напряжения в переходном процессе и способствуют увеличению коммутационных потерь энергии не только в диоде, но и в ключе. в приложениях, в которых требуются высокие скорости переключения, включение из-за паразитной ёмкости ограничивает эффективность решений, как и в случае выбора неподходящего антипараллельного диода.
На рисунке 5 показаны минимальные уровни коммутационных потерь при включении разных карбидокремниевых MOSFET при управляющем напряжении затвора 18/0 В.
Диапазон номинальных значений сопротивления открытого канала испытуемых устройств составляет 60–80 мОм, сопротивление в цепи затвора – 4,7 Ом. Для сравнения на рисунке также показаны коммутационные потери COOlSIC MOSFET с управляющим напряжением 18/–5 В.
Хотя не все устройства поддерживают высокие скорости коммутации при таких параметрах управления, результаты свидетельствуют о высокой устойчивости COOlSIC MOSFET к включению, обусловленному паразитной ёмкостью.
Рис. 5. Минимальные уровни коммутационных потерь при включении разных 1200-В SiC MOSFET при 800 В, 15 A и 150°C
Выводы
Мы рассмотрели простой способ определения чувствительности силовых полупроводниковых ключей к замыканию, вызванному ёмкостью Миллера. Результаты испытаний для дискретных COOlSIC MOSFET, работающих при напряжении шины постоянного тока 800 В и коммутационной скорости 50 В/нс, показывают, что нулевое напряжение управления затвора для отключения транзистора в схеме высокоскоростного двухуровневого преобразователя является допустимым.
Для трехуровневых схем, где переключаемое напряжение составляет всего половину напряжения шины постоянного тока, ситуация упрощается в еще большей мере. В таких случаях COOlSIC MOSFET фактически избавлены от ёмкостного включения независимо от величины сопротивления в цепи затвора.
Компания infineon предлагает разработчикам силовой электроники для управления дискретными MOSFET выбирать нулевое напряжение затвора в приложениях с хорошо проработанной топологией печатной платы и минимальной ёмкостью затвор–сток. Благодаря такому решению упрощается конструкция драйвера затвора; при этом эффективность изделия не ухудшается.
Литература
1. K. Sobe et al. Characterization of the parasitic turn-on behavior of discrete COOlSIC MOSFETs. PCIM Europe 2019. Nuremberg. Germany. May 2018.
2. T. Basler et al. Practical Aspects and Body Diode Robustness of a 1200 V SiC Trench MOSFET. PCIM Europe 2018. Nuremberg. Germany. June 2018.
3. Infineon AN-2006–01. Driving IGBTs with unipolar gate voltage. Application Note. December 2005.
4. S. Jahdi et al. Investigation of parasitic turn-ON in silicon IGBT and Silicon Carbide MOSFET devices: A technology evaluation. ECCE-Europe 2015. Geneva. Switzerland. September 2015.
5. Infineon AN-2017–44. 1200V Highspeed3 IGBT in TO-247PLUS Evaluation Board. Application Note (rev. 1). November 2017.
Авторы:
КЛАУС СОБИ (KLAUS SOBE)
Опубликовано в журнале «Электронные Компоненты», №5-2020.
Mosfet Силовой модуль в категории «Электрооборудование»
Модуль MOSFET транзистора IRF520 (силовой ключ)
На складе в г. Полтава
Доставка по Украине
37.7 — 38.4 грн
от 2 продавцов
38.40 грн
Купить
Интернет магазин «E-To4Ka»
Силовой модуль MOSFET 25A, для горячего стола
Доставка из г. Острог
197.75 грн
Купить
Mehanika
Модуль MOSFET транзистора IRF520 (силовой ключ)
Доставка из г.
Полтава
по 50 грн
от 2 продавцов
50 грн
Купить
USCompany
Модуль MOSFET транзистора IRF520 (силовой ключ)
Доставка из г. Полтава
38.30 грн
Купить
МегаШара — Интернет-магазин
Силовий модуль MOSFET IRF520N 24В 5А
Доставка по Украине
77 грн
Купить
«DiyLab» — інтернет-магазин електронних модулів та компонентів
Силовий модуль MOSFET FR120N 100В 9А
Доставка по Украине
77 грн
Купить
«DiyLab» — інтернет-магазин електронних модулів та компонентів
Силовий модуль MOSFET AOD4184 40В 50А
Доставка по Украине
77 грн
Купить
«DiyLab» — інтернет-магазин електронних модулів та компонентів
Модуль силового ключа на двох MOSFET AOD4184
Доставка по Украине
50 грн
Купить
Comerce.com.ua
IRF520 модуль MOSFET транзистора (силовой ключ)
Доставка из г. Полтава
38.30 грн
Купить
Интернет-магазин «Налетай»
Модуль IRF540 1-канальный переключатель 100VDC 20A MOSFET
Заканчивается
Доставка по Украине
96.
90 грн
Купить
StandartPower
Чип BC557B BC557 TO92, Транзистор биполярный PNP
Доставка по Украине
232 грн
227 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «ЗАКУПИСЬ»
Модуль силового ключа на двух MOSFET AOD4184
Недоступен
40 грн
Смотреть
Sxemki.com
Модуль с транзистором MOSFET IRF520 силовой ключ
Недоступен
40 грн
Смотреть
Sxema — Украинский Интернет Радиорынок
Модуль Mosfet з опторозв’язкою
Недоступен
70 грн
Смотреть
Sxemki.com
Mosfet MOS оптопара, изоляция модуль драйвера полевого транзистора, сухой контакт
Недоступен
80 грн
Смотреть
Sxemki.com
Смотрите также
Электронная кнопка
Недоступен
66 грн
Смотреть
Интернет магазин «Лагута»
Bluetooth 5,0 беспроводной стерео музыкальный модуль блютуз
Недоступен
129 грн
Смотреть
Интернет магазин «Лагута»
Bluetooth 5,0 беспроводной стерео музыкальный модуль блютуз с усилителем 2*50 вт
Недоступен
359 грн
Смотреть
Интернет магазин «Лагута»
Bluetooth 4,2 беспроводной стерео музыкальный модуль блютуз
Недоступен
125 грн
Смотреть
Интернет магазин «Лагута»
Bluetooth 5,0 беспроводной стерео музыкальный модуль блютуз с усилителем 2*50 вт
Недоступен
399 грн
Смотреть
Интернет магазин «Лагута»
IRF520 модуль MOSFET транзистора (силовой ключ, 0-24В Arduino) [#C-2]
Недоступен
27 грн
Смотреть
Ardu.
prom.ua (наложка НП от 150 грн!)
Модуль с транзистором MOSFET IRF520 для подключения силовой нагрузки до 5A 24V
Недоступен
36 грн
Смотреть
Radio Store
Модуль силового ключа на двух MOSFET AOD4184
Недоступен
38.10 грн
Смотреть
StandartPower
Модуль силового ключа на двух MOSFET AOD4184
Недоступен
38.10 грн
Смотреть
Radio Store
Силовой модуль MOSFET транзистора с опторазвязкой 24В 30А от RobotDyn
Недоступен
75 грн
Смотреть
Электро Радио Груп — 1-й магазин электрики и радиоэлектроники
IRF520 модуль MOSFET транзистора (силовой ключ)
Недоступен
25 грн
Смотреть
Sxemki.com
IRF520 модуль MOSFET транзистора (силовой ключ)
Недоступен
25 грн
Смотреть
Интернет-магазин электроники Кропивницкого
Mosfet MOS оптопара изоляция модуль драйвера полевой транзистор триггерный переключатель PWM плата управления
Недоступен
60 грн
Смотреть
Sxemki.
com
Модуль mosfet транзистора irf-520
Недоступен
21.90 грн
Смотреть
Анализ MOSFET в качестве переключателя с принципиальной схемой, пример
В этом руководстве мы узнаем о работе MOSFET в качестве переключателя. В учебнике по МОП-транзисторам мы рассмотрели основы МОП-транзистора, его типы, структуру, а также несколько вариантов применения МОП-транзистора.
Одним из важных применений MOSFET в области силовой электроники является то, что его можно настроить как простой аналоговый переключатель. С помощью таких аналоговых переключателей цифровые системы могут управлять потоком сигналов в аналоговых цепях.
[адсенс1]
Прежде чем вдаваться в подробности того, как МОП-транзистор работает в качестве переключателя, позвольте мне рассказать вам об основах МОП-транзистора, областях его работы, внутренней структуре и т. д. Для получения дополнительной информации о МОП-транзисторах прочитайте Учебное пособие по МОП-транзисторам.
Краткое описание
Введение в полевой МОП-транзистор
МОП-транзистор или полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника, в отличие от транзистора с биполярным переходом (BJT), является униполярным устройством в том смысле, что он использует только основные носители в проводимости.
Это тип полевого транзистора с изолированным затвором от канала (поэтому его иногда называют полевым транзистором с изолированным затвором или IGFET), а напряжение на выводе затвора определяет проводимость.
Говоря о выводах, МОП-транзистор обычно представляет собой устройство с тремя выводами: затвор (G), исток (S) и сток (D) (даже несмотря на то, что есть четвертый вывод, называемый подложкой или корпусом, он обычно не используется). либо на входе, либо на выходе).
[адсенс2]
МОП-транзистор Символ
МОП-транзистор можно разделить на МОП-транзистор с улучшенным типом и МОП-транзистор с истощением.
Каждый из этих типов далее делится на N-канальный MOSFET и P-канальный MOSFET.
Символы для каждого из этих типов МОП-транзисторов показаны на изображении ниже.
Основное различие между MOSFET режима расширения и MOSFET режима истощения заключается в том, что в режиме истощения канал уже сформирован, т. е. он действует как нормально замкнутый (NC) переключатель, а в случае режима расширения канал не формируется. изначально т. е. нормально разомкнутый (НО) переключатель.
Структура полевого МОП-транзистора
Структура полевого МОП-транзистора варьируется в зависимости от области применения, т. е. полевые МОП-транзисторы в технологии интегральных схем имеют довольно поперечную структуру, в то время как структура силовых МОП-транзисторов представляет собой скорее вертикальный канал. Независимо от приложения, полевой МОП-транзистор имеет в основном три вывода, а именно: затвор, сток и исток.
Если мы рассмотрим N-канальный МОП-транзистор, то и исток, и сток состоят из n-типа, которые находятся на подложке P-типа.
Работа МОП-транзистора
Давайте теперь попробуем понять, как работает n-Channel Enhancement Mode MOSFET. Чтобы проводить ток стока, должен быть канал между стоком и истоком MOSFET.
Канал создается, когда напряжение между выводами затвора и истока V GS превышает пороговое напряжение V TH .
Когда V GS > V TH , говорят, что устройство находится в области триода (или постоянного сопротивления) или области насыщения в зависимости от напряжения на клеммах стока и истока V ДС .
Для любого V GS , если V DS < V GS – V TH , то устройство находится в области триода (также известной как область постоянного сопротивления или линейная область). Если V DS > V GS – V TH , то прибор входит в область насыщения.
Когда V GS < V TH , устройство находится в выключенном состоянии.
Ток затвора в обеих областях работы очень меньше (почти равен нулю). Следовательно, MOSFET известен как устройство, управляемое напряжением.
Кривая характеристик полевого МОП-транзистора
На изображении ниже показана кривая характеристик полевого МОП-транзистора в трех рабочих областях. Он отображает ток стока I D в зависимости от напряжения сток-исток V DS для заданного напряжения затвор-исток V GS .
MOSFET Области работы
Основываясь на вышеупомянутой работе MOSFET, можно сделать вывод, что MOSFET имеет три области работы. Это:
- Область отсечки
- Линейная (или триодная) область
- Область насыщения
МОП-транзистор работает в области отсечки, когда V GS < V TH . В этой области полевой МОП-транзистор находится в выключенном состоянии, поскольку между стоком и истоком нет индуцированного канала.
Для индуцируемого канала и работы MOSFET либо в линейной области, либо в области насыщения V GS > V TH .
Напряжение смещения затвор – сток В GD определяет, находится ли полевой МОП-транзистор в линейной области или в области насыщения. В обеих этих областях полевой МОП-транзистор находится во включенном состоянии, но разница заключается в линейной области, канал является непрерывным, а ток стока пропорционален сопротивлению канала.
При приближении к области насыщения, так как V DS > V GS – V TH , канал пережимается, т.е. расширяется, что приводит к постоянному току стока.
Коммутация в электронике
Коммутация полупроводников в электронной схеме является одним из важных аспектов. Полупроводниковые устройства, такие как BJT или MOSFET, обычно работают как переключатели, т. Е. Они находятся либо в состоянии ON, либо в состоянии OFF.
Характеристики идеального переключателя
Чтобы полупроводниковый прибор, такой как полевой МОП-транзистор, действовал как идеальный переключатель, он должен иметь следующие характеристики:
- Во включенном состоянии не должно быть никаких ограничений на величину тока, который он может пропускать.
- В состоянии ВЫКЛ не должно быть никаких ограничений на напряжение блокировки.
- Когда устройство находится во включенном состоянии, падение напряжения должно быть нулевым.
- Сопротивление в состоянии ВЫКЛ должно быть бесконечным.
- Скорость работы устройства не имеет ограничений.
Практические характеристики переключателя
Но мир не идеален, и он применим даже к нашим полупроводниковым переключателям. В практической ситуации полупроводниковое устройство, такое как полевой МОП-транзистор, имеет следующие характеристики.
- Во включенном состоянии возможности регулирования мощности ограничены, т. е. ток проводимости ограничен. Напряжение блокировки в выключенном состоянии также ограничено.
- Конечное время включения и выключения, ограничивающее скорость переключения. Максимальная рабочая частота также ограничена.
- Когда устройство включено, сопротивление во включенном состоянии будет ограничено, что приведет к падению напряжения в прямом направлении. Также будет иметь место конечное сопротивление в выключенном состоянии, что приведет к обратному току утечки.
- Практический переключатель испытывает потери мощности во включенном состоянии, выключенном состоянии, а также во время переходного состояния (из включенного в выключенное или из выключенного во включенное).
Также будет иметь место конечное сопротивление в выключенном состоянии, что приведет к обратному току утечки.Работа МОП-транзистора в качестве переключателя
Если вы понимаете принцип работы МОП-транзистора и области его действия, вы, вероятно, догадались, как МОП-транзистор работает в качестве переключателя. Мы поймем работу MOSFET в качестве переключателя, рассмотрев простую схему.
Это простая схема, в которой полевой МОП-транзистор N-Channel Enhancement включит или выключит свет. Чтобы использовать MOSFET в качестве переключателя, он должен работать в области отсечки и линейной (или триодной) области.
Предположим, что устройство изначально выключено. Напряжение на затворе и истоке, то есть V GS , становится соответствующим положительным (технически говоря, V GS > V TH ), полевой МОП-транзистор входит в линейную область, и переключатель находится в положении ON.
Это заставляет Свет включиться.
Если входное напряжение затвора равно 0 В (или технически < V TH ), полевой МОП-транзистор переходит в состояние отсечки и выключается. Это, в свою очередь, приведет к выключению света.
Пример MOSFET в качестве переключателя
Рассмотрим ситуацию, когда вы хотите управлять светодиодом мощностью 12 Вт (12 В при 1 А) с помощью микроконтроллера. При нажатии на кнопку, подключенную к микроконтроллеру, должен загореться светодиод. При повторном нажатии той же кнопки светодиод должен погаснуть.
Очевидно, что напрямую управлять светодиодом с помощью микроконтроллера нельзя. Вам нужно устройство, которое перекинет мост между микроконтроллером и светодиодом.
Это устройство должно принимать управляющий сигнал от микроконтроллера (обычно напряжение этого сигнала находится в рабочем диапазоне напряжения микроконтроллера, например 5В) и подавать питание на светодиод, в данном случае от источника 12В .
Я собираюсь использовать МОП-транзистор.
Настройка вышеупомянутого сценария показана на следующей схеме.
Когда на затвор МОП-транзистора подается логическая 1 (при условии, что микроконтроллер 5 В, логическая 1 — 5 В, а логический 0 — 0 В), он включается и позволяет протекать току стока. В результате загорается светодиод.
Аналогично, когда на затвор MOSFET подается логический 0, он выключается и, в свою очередь, выключает светодиод.
Таким образом, вы можете осуществлять цифровое управление мощным устройством с комбинацией микроконтроллера и полевого МОП-транзистора.
Важное примечание
Важным фактором, который следует учитывать, является рассеиваемая мощность MOSFET. Рассмотрим полевой МОП-транзистор с сопротивлением сток-исток 0,1 Ом. В приведенном выше случае, т. Е. Светодиод мощностью 12 Вт, питаемый от источника питания 12 В, приведет к току стока 1 А.
Следовательно, мощность, рассеиваемая MOSFET, равна P = I 2 * R = 1 * 0,1 = 0,1 Вт.
Кажется, что это низкое значение, но если вы управляете двигателем, используя тот же MOSFET, ситуация немного отличается.
Пусковой ток (также называемый пусковым током) двигателя будет очень высоким.
Таким образом, даже при RDS 0,1 Ом мощность, рассеиваемая при пуске двигателя, все равно будет значительно высокой, что может привести к тепловой перегрузке. Следовательно, R DS будет ключевым параметром при выборе полевого МОП-транзистора для вашего приложения.
Кроме того, при работе двигателя противо-ЭДС является важным фактором, который необходимо учитывать при проектировании схемы.
Одним из основных преимуществ управления двигателем с помощью полевого МОП-транзистора является то, что входной ШИМ-сигнал можно использовать для плавного управления скоростью двигателя.
Заключение
Полное руководство для начинающих по использованию MOSFET в качестве переключателя. Вы узнали некоторые важные основы MOSFET (его внутреннюю структуру и области действия), идеальный и практический полупроводниковый переключатель, работу MOSFET в качестве переключателя и пару примеров схем.
Размер рынка силовых МОП-транзисторов, доля и рост
Объем мирового рынка силовых МОП-транзисторов оценивался в 5,43 млрд долларов США в 2019 году и, по прогнозам, достигнет 9,90 млрд долларов США к 2027 году, а СГТР составит 6,6% в период с 2020 по 2027 год9.0003
Появление COVID 19 оказывает большое влияние на потребителей и экономику. Центры производства электроники были временно закрыты. Это сильно повлияло на цепочку поставок на рынке силовых МОП-транзисторов.
MOSFET — это аббревиатура от Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Это силовой полупроводник, который используется в качестве электронного переключателя для управления нагрузками в соответствии с требованиями. Помимо того, что это экономичное решение для замены биполярного транзистора (BJT), он также позволяет управлять питанием для повышения энергосбережения в различных приложениях, таких как промышленные системы, бытовая электроника и электромобили. В настоящее время он используется в возобновляемых источниках энергии и электромобилях для повышения скорости переключения, предотвращения потери мощности и усиления электронных сигналов в электрических устройствах.
Силовой МОП-транзистор обладает огромным потенциалом в ближайшем будущем, поскольку он используется во многих электрических устройствах. Ожидается, что в ближайшие годы рынок будет генерировать умеренную денежную выручку при скромных инвестициях в разработку, исследования и испытания. Тем не менее, рынок силовых МОП-транзисторов приближается к стадии зрелости, и ожидается, что в ближайшие годы основные игроки получат скромный доход. Промышленный сегмент и сегмент MOSFET средней мощности имеют огромный потенциал роста в течение прогнозируемого периода. Хотя рынок находится в фазе роста, ожидается, что эти системы принесут значительный доход по сравнению с другими типами мощных полевых МОП-транзисторов.
Power MOSFET представляет собой экономичное электронное переключающее устройство, заменившее биполярный транзистор. Power MOSFET все чаще используется в электромобилях для повышения скорости переключения, предотвращения потери мощности и усиления электронных сигналов в технологиях.
Отраслевые вертикали, такие как автомобильная и промышленная, являются ведущими секторами с самым высоким спросом. Ожидается, что в связи с растущим спросом на усовершенствованные технологии, такие как интеллектуальные динамики, умные дома и другие электрические устройства, в сочетании с несколькими линиями по производству пластин, доступными по всему миру, это значительно повлияет на полевые МОП-транзисторы. Кроме того, торговые споры между США и другими странами с Китаем, а также вспышка коронавируса во всем мире повлияли на рынок чипов и оборудования во всем мире.
Однако из-за роста спроса на электромобили и гибридные электромобили во всем мире ожидается, что рынок силовых полевых МОП-транзисторов будет предлагать прибыльные возможности. Использование мощных полевых МОП-транзисторов в электрических и гибридных электромобилях способствует повышению энергоэффективности и лучшей частоте переключения, что способствует дальнейшему росту рынка.
Согласно прогнозу power MOSFET рынка , в июне 2020 года ROHM Semiconductor, ведущая фирма-производитель полупроводников, выпустила SiC MOSFET 4-го поколения на 1200 В, специально разработанный для автомобильной трансмиссии.
Кроме того, устройство можно использовать и для промышленного оборудования. Увеличение спроса на электромобили порождает потребность в более компактных и эффективных электрических системах. Таким образом, ROHM Semiconductors и некоторые другие ведущие производители полупроводников укрепляют свое присутствие на рынке благодаря портфелю конкурентоспособных продуктов.
Такие факторы, как растущая зависимость от электрооборудования и машин, а также усиление внимания к энергосбережению, являются основными движущими силами, существенно влияющими на рост рынка. Однако ограничения в эксплуатации и высокая стоимость силовых МОП-транзисторов оказывают существенное негативное влияние на рост рынка. Кроме того, ожидается, что технологические достижения в области мощных полевых МОП-транзисторов откроют выгодные возможности для роста рынка во всем мире.
Сегментация Доля мирового рынка силовых МОП-транзисторов сегментируется по типу, мощности, области применения и региону.
В зависимости от типа рынок делится на полевые полевые МОП-транзисторы с режимом истощения и полевые МОП-транзисторы с улучшенной мощностью. В зависимости от уровня мощности рынок делится на высокую мощность, среднюю мощность и низкую мощность. По приложениям рынок подразделяется на энергетику и мощность, бытовую электронику, автомобильную промышленность, инверторы и ИБП, промышленность и другие. По регионам рынок был проанализирован в Северной Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе и регионе LAMEA.
Ключевые анализы рынка силовых МОП-транзисторов, описанные в отчете, включают Infineon Technologies AG, Fairchild Semiconductors, Renesas Electronics Corporation, Digi-Key Electronics, Toshiba Corp., IXYS Corporation, Power Integration, STMicroelectronics, NXP Semiconductors и Texas Instruments. Эти ключевые игроки приняли стратегии, такие как расширение портфеля продуктов, слияния и поглощения, соглашения, географическое расширение и сотрудничество, чтобы увеличить свое проникновение на рынок.
Кризис COVID-19 создает неопределенность на фондовом рынке из-за значительного замедления цепочки поставок различных предприятий, падения деловой уверенности и растущей паники среди потребительские сегменты. Общее воздействие пандемии сказывается на производственном процессе в нескольких отраслях, включая полупроводниковую, электронную и многие другие. Торговые барьеры еще больше ограничивают перспективы спроса и предложения. Поскольку правительства разных стран уже объявили о полной изоляции и временной остановке производства, это негативно сказалось на общем производственном процессе.
COVID-19 оказывает большое влияние как на потребителей, так и на экономику. Центры производства электроники были временно закрыты, чтобы ограничить распространение COVID-19 среди людей. Это серьезно повлияло на цепочку поставок на рынке полупроводников, вызвав нехватку материалов, компонентов и готовой продукции.
Отсутствие непрерывности бизнеса оказало значительное негативное влияние на доходы акционеров и доходы, что, как ожидается, приведет к финансовым сбоям в отрасли силовых МОП-транзисторов.
Глобальный рынок силовых МОП-транзисторов
По типу
Режим истощения Сегмент силовых МОП-транзисторов прогнозируется как один из самых прибыльных сегментов.
Получить дополнительную информацию об этом отчете: Запросить образцы страниц
Для стимулирования местной экономики несколько правительств уже объявили о субсидиях и стимулах, которые варьируются в зависимости от региона. Например, Китай объявил о расширении государственных субсидий и налоговых льгот для потребителей, покупающих новые электромобили. Кроме того, США снизили стандарты топливной экономичности для автопроизводителей. Ожидается, что полупроводниковые компании будут отслеживать такие региональные различия, поскольку они могут повлиять на структуру спроса потребителей и предвидеть эволюцию правительства.
Однако ожидается, что кризис COVID-19 ускорит автоматизацию и внедрение технологий Индустрии 4.0. Удаленное производство, диагностика и техническое обслуживание могут стать постоянными функциями. Если это произойдет, полупроводниковые компании могут стать умными рабочими местами с технологиями, облегчающими удаленную работу для большинства сотрудников. Ожидается также, что компании примут и будут поощрять гибридную модель в своих производственных процессах, в которой определенное количество сотрудников работает удаленно, а остальные остаются на месте. Эффективность, полученная за счет таких изменений, а также их начальные затраты могут повлиять на будущие доходы от полупроводников.
Мировой рынок мощных МОП-транзисторов
По мощности
Сегмент средней мощности прогнозируется как один из самых прибыльных сегментов.
Получите дополнительную информацию об этом отчете: Запросить образцы страниц
Основные факторы воздействия Факторы, влияющие на рост мирового рынка силовых полевых МОП-транзисторов, включают возросшую зависимость от электрического оборудования и машин и усиление внимания к энергосбережению.
Однако ограничения в эксплуатации и высокая стоимость силовых МОП-транзисторов оказывают существенное негативное влияние на рост рынка. Кроме того, ожидается, что технологические достижения в области мощных полевых МОП-транзисторов откроют прибыльные возможности на мировом рынке силовых полевых МОП-транзисторов.
Сегодня в большинстве машин для управления питанием используются силовые МОП-транзисторы. Мощные МОП-транзисторы получают непосредственную выгоду от растущей зависимости от электрического оборудования и машин и являются одним из важных факторов, определяющих размер рынка силовых МОП-транзисторов.
Глобальный рынок силовых МОП-транзисторов
По применению
Автомобильный сегмент прогнозируется как один из самых прибыльных.
Получить дополнительную информацию об этом отчете: Запросить образцы страниц
Ограничения в операциях и высокая общая стоимость Ограничения, такие как пробой из-за оксида затвора, напряжение сток-исток, максимальный ток стока и температура, препятствуют росту этого рынка.
МОП-транзистор также требует определенного количества напряжения сток-исток и тока стока, которые не могут ограничить требуемые величины, что может легко привести к пробою. Силовые МОП-транзисторы также имеют тенденцию к утечке тока, что, как ожидается, ограничит рост мирового рынка силовых МОП-транзисторов.
Сегодняшняя электроника оснащена многочисленными функциями, которые увеличивают продажи и обеспечивают удобство для потребителей. Технологические усовершенствования в электронных компонентах, таких как компьютеры, смартфоны, беспроводная связь и облачные системы и другие, для повышения безопасности потребителей расширили возможности для различных продуктов безопасности для транспортных средств.
Глобальный рынок силовых МОП-транзисторов
по регионам
2027
Азиатско-Тихоокеанский регион
Северная Америка
Европа
Lamea
Азиатско-Тихоокеанский регион продемонстрирует самый высокий среднегодовой темп роста в 8,6%% в течение 2020-2023 гг.
Ключевые преимущества для заинтересованных сторон
- Это исследование включает в себя аналитическое описание рынка силовых полевых МОП-транзисторов, а также текущие тенденции и прогнозы на будущее для определения потенциальных инвестиционных карманов.
- В отчете представлена информация об основных движущих силах, ограничениях и возможностях на рынке силовых МОП-транзисторов.
- Количественно проанализированы тенденции рынка силовых МОП-транзисторов с 2019 по 2027 год, чтобы подчеркнуть финансовую компетентность отрасли.
- Анализ пяти сил Портера иллюстрирует потенциал покупателей и поставщиков в отрасли.
Отчет о мировом рынке силовых МОП-транзисторов: основные моменты
| Aspects | Details |
|---|---|
| By Type |
|
| By Power Rate |
|
| По приложениям |
|
| By Region |
|
