01 什麼是功率半導體
電力電子技術和半導體技術在我們生活中扮演重要的角色：
● 變頻空調，變頻冰箱，變頻洗衣機使我們生活更節能，更舒適；
● 高鐵，輕軌，地鐵使我們出行更便捷；
● 電動汽車，氫燃料電池汽車動力好，零污染；
● 風力發電，光伏發電清潔能源使我們天更藍，水更清；
這些都離不開電機驅動技術，離不開電能的變流技術，他們的核心是大功率電子開關，絕緣柵雙極型電晶體——IGBT。
IGBT本質上是個晶體三極體，是半導體的基本單元之一。
晶體三極體進入我們生活是60年前，1958年3月13日，我國第一台半導體收音機在上海誕生，這以後的很多年中，裝一台高級6管超外差式收音機是無線電愛好者的基本功。
電晶體是20世紀的重大發明，電晶體的發明為集成電路的降生吹響了號角。
今天半導體是尖端技術，產業規模將近5000億美元，這其中有個新能源和節能有關的細分市場——IGBT。
IGBT是個電子開關，它用小電流、小電壓控制負載中的電壓電流。
IGBT能通過幾百安培的電流，能耐受幾千伏電壓，這可不容易，是半導體的技術登峰造極之作。
這樣的器件在你家裡到處可見，充電器、變頻空調洗衣機……
• IGBT是半導體晶片，薄如紙張，電流從晶片的背面流向正面。一個1平方厘米見方，120微米厚的IGBT晶片，需要承受1200V高的電壓，可以在-40度到175度時，妥妥關斷300A電流， 在工作的時候一個晶片需要每秒鐘開通關斷幾萬次。這樣的晶片需要封裝的功率器件的基本封裝中，譬如TO-247中，有三個腳，一個門極控制著另外兩腳的導通與關斷。
• 為了把IGBT做成各種電路功能或做成更大電流的器件，人們發明了IGBT模塊和帶驅動的智能模塊。
02 功率半導體還我綠色星球
石油和煤是最主要的能源，石油是交通工具的主要能源，煤炭是發電的主要能源，在燃燒過程中會產生大量的溫室氣體。
一噸標準煤可發3000度電，燃燒一噸標準煤，就產生2.6噸二氧化碳。
假設你家每月電300度，就會產生二氧化碳260千克，130立方米，可以使4百萬立方米的空氣二氧化碳濃度增加10%。（二氧化碳體積濃度 0.03%-0.04%）
同樣可以估算出一升汽油，在燃燒後產生2.3千克的二氧化碳，比汽油本身質量還高。
人類的出路 
節約使用石油不僅僅為了減少排放，石油是工業的血液。沒有石油，製造化肥就非常困難，世界也會因為缺少染料而失去應有的色彩，也會直接影響醫藥行業，橡膠行業，紡織行業……
圖片為海世博會石油館主展影片《石油夢想》的截圖
人類的出路在與開發利用新能源，提高用電效率，石油製品回收再加工或再利用，倡導踐行低碳生活等等，功率半導體可以做出更大的貢獻。
03 功率半導體讓生活更美好
我們生活已經離不開電力電子技術，我們一起數一下，你家有幾個馬達？
冰箱、洗衣機、空調、吸塵器、掃地機器人、增壓泵、食品料理機、脫排油煙機、按摩椅、電吹風、剃鬚刀、電動牙刷、按摩椅、電腦、CD機、手機振動電機......我家馬達幾十個。
空調和取暖器有什麼區別？
取暖器有一份電發一份熱，而空調是把室外的熱量搬到室內，一份電可以搬運三份熱，變頻空調能效比輕易可以超過3，制熱效率高達300%以上。
這靠的是六個0.1平方厘米的IGBT晶片構成的三相變頻器推動壓縮機源源不斷把3000瓦的熱量從寒冷的室外搬運的室內，給你帶來溫暖。
它的大腦是英飛凌iMOTION™控制器，肌肉是英飛凌的IGBT智能功率模塊IPM。
3000元的電吹風高級在哪？
一個每秒10萬轉的直流無刷電機僅一個紅酒瓶塞大小，它的輸出功率超過100瓦，由英飛凌的CIPOS™智能模塊IPM控制驅動，精確控制風量和溫度。
家電為什麼要選變頻？
洗衣機要選變頻的
變頻洗衣機節能，靜音，高速甩干，不纏繞。最大家用洗衣機做到了20公斤，305mm大驅動，9.5Nm超強動力，瞬間提速，變頻精確控制提供強力洗的動力輸出。
變頻冰箱最節能
電腦溫控的變頻冰箱，實現一級能效，每天耗電僅0.54度，如果一天省半度電，一年就可以省100元電費，減少二氧化碳排放160千克，80立方米。
變頻微波爐最好用
採用單個IGBT的變頻微波爐，可以在-10度到90度之間智能溫控加熱，-10度—5度軟化冰淇淋，20-40度加熱嬰兒食品，40-55度融化黃油奶酪，這樣的變頻微波爐解凍冰凍食品更不在話下。
註：圖片來自網絡，松下產品
IH電飯煲是什麼原理?
只需一個IGBT，可以實現高頻立體加熱，讓米粒在鍋里跳舞，加速米粒糊化速度，充分釋放糖分和營養，米飯更香甜鬆軟。
註：圖片來自網絡，美的產品
這就是電力電子技術的魅力所在！
掃描二維碼,關注英飛凌工業半導體尋找更多應用或產品信息
參考來源