電路設計和EMC設計的關鍵

晶體管和二極管

晶體管和二極管為什么會有那么多品種？

第1章是關于晶體管和二極管的內容。首先，我在ROHM官網上查了一下晶體管和二極管的種類大概有多少。分立半導體共有3，463種（具體分為：MOSFET 685種，雙極晶體管1，099種，二極管1，679種），功率元器件共有1，875種（具體分為：功率晶體管552種，功率二極管990種，SiC功率元器件164種，IGBT 147種，IPM 22種），目前正在量產中的晶體管和二極管共有5，338種。真是種類繁多啊。有這么多種的事實意味著ROHM準備了豐富的產品來滿足客戶各種各樣的使用條件。

晶體管和二極管的種類這么多，那么它們有什么區別呢？一個是元器件的結構（MOSFET、雙極晶體管、功率元器件等）不同，另一個是電氣特性（耐壓、最大電流、功率、頻率）不同。前者與工作直接相關。MOSFET主要用作數字ON/OFF開關，雙極晶體管主要用于模擬電流放大。功率元器件以SiC（Silicon Carbide，碳化硅）和IGBT（絕緣柵雙極晶體管）為代表，具有工作電壓高（如1，200V）、輸出電流大（如600A）的特點。后者是晶體管和二極管本身的特性。最近的趨勢是最大輸出電流逐年增加，工作頻率也在逐漸提高。

目前，已經很容易從這些產品中選擇最合適的產品。在選擇所需產品時，可以從官網上搜索，只要輸入所需的特性，即可立即顯示出候選產品列表。要想了解更詳細的信息，只要下載PDF版的技術規格書即可。現在真是一個方便的時代！如果還是找不到想要的產品，可以通過在官網上咨詢或直接咨詢銷售代表等方式，來獲取一些信息。

在這里，我們先來了解一下作為分立半導體（分立器件）的晶體管和二極管與作為半導體集成電路（IC）的晶體管和二極管之間的區別。雖然兩者都是用樹脂密封的產品（模塑封裝），但卻存在很大差異。首先，個數不同。分立半導體中基本上是內置1個晶體管，而在半導體集成電路中，多的可以內置5億至10億個晶體管。另外，工作電壓不同。分立半導體的工作電壓較高（比如前述的1200V），而有些半導體集成電路的工作電壓則在1V以下。輸出電流也不同。按照1個晶體管的輸出電流進行比較，分立半導體的電流較大（比如前述的600A），但半導體集成電路的輸出電流則為10μA（10×10-6A）左右。這些差異是由晶體管物理尺寸上的差異造成的。從整體上應該可以理解為：分立半導體是內置了1個很大的晶體管，而半導體集成電路則是內置了很多個微小的晶體管。在工作頻率方面，半導體集成電路的工作頻率遠遠快于分立半導體（例如3［GHz］等）。即使是同樣的晶體管和二極管，分立半導體和半導體集成電路也是完全不同的。

最后，稍微介紹一點本系列連載的主題，也是我的工作——電磁兼容性（EMC：Electromagnetic Compatibility）相關的內容。電磁兼容性（EMC）主要分為兩種，一種是設備本身的電磁噪聲對其他設備或人體帶來的影響（電磁干擾，EMI：Electromagnetic Interference， Emission），另一種是設備是否會因來自外部的電磁干擾而發生誤動作（電磁敏感性，EMS：Electromagnetic Susceptibility， Immunity），之所稱為“電磁兼容性”，是由于為了避免發生故障，這兩方面都要兼顧。

為了避免有人覺得“怎么會突然談到電磁兼容性（EMC）？！”，本次先到這里，從下次再開始詳細介紹。

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