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파워디바이스 칩의 기술동향과 전망 원문보기

전기저널 = Journal of electrical world, no.280, 2000년, pp.64 - 70  

대한전기협회

초록
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파워디바이스는 산업$\cdot$전력$\cdot$교통$\cdot$정보 등 여러 분야에서 사용되고 그 기기들의 성능은 이 파워디바이스의 성능에 의해 크게 좌우된다. 특히 고도 정보화시대가 되는 21세기에는 전력수요가 점점 더 증가될 것이기 때문에 인버터화 등에 의한 생에너지 대책과 클린에너지 등에 의한 신에너지의 창출이 중요한 과제가 되고 있다. 한편, 지구환경 보호면에서 전기자동차 등의 환경고려형 장치의 보급이 활발해질 것이 예상된다. 이와 같은 사회환경 속에서 파워 일렉트로닉스를 지탱하는 소자로서 파워디바이스는 점점 더 그 역할의 중요성이 커지고 있다. 최근의 파워디바이스로서는 디스크리트, 모듈, IPM(Intelligent Power Module)등 여러 가지의 디바이스가 출현하고 있는데 그 성능을 결정하는 중심이 되는 것이 파워디바이스 칩이다. 파워디바이스 칩 자신도 급속히 진화하여 현재는 MOS계 파워디바이스 칩이 주류를 이루고 있다. 그 중에서도 사용하기 쉽다는 면에서 MOSFET와 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 주로 실용화되고 있으며, 미세가공기술과 라이프타임 제어기술의 진전에 따라 현저한 성능개선이 진행되고 있다. 한편, 공업용 대용량인버터나 전력응용에서 요구되는 고내압$\cdot$대용량 영역에서는 당분간 저손실이라는 의미에서 바이폴라계의 사이리스터형 디바이스가 주류로 사용되고, 이 영역에서는 GTO에 대체하는 소자로서 GCT(Gate Commutated Turn-off)사이리스터가 개발되어 그 응용이 확대될 것이 기대되고 있다. 또한 전압형 인버터장치에서는 IGBT와 GCT등의 스위칭디바이스와 함께 환류용 다이오드(FWD)가 필요하며 이 FWD의 특징 개선도 스위칭디바이스의 개선과 병행하여 추진되고 있다.

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