功率元件・電力電子
涵蓋功率 MOSFET、IGBT、SiC 與 GaN 功率元件，以及使用這些元件的電力轉換技術。功率半導體負責電力的轉換與控制，在車用、工業設備與電源領域扮演重要角色，低損耗與高耐壓是主要目標。
比較文章（5 篇）
- SiC MOSFET與IGBT的差異（電動車・電力電子比較）SiC MOSFET與Si IGBT最大的差異在於「材料與切換頻率」。SiC MOSFET使用碳化矽，導通電阻約為Si的1/300，切換損耗大幅降低，因此可在100kHz以上的高頻…
- SiC與矽（Si）的差異最大的差異在於「耐受高電壓的特性」。SiC的能隙約3.3eV，約為矽（約1.1eV）的3倍，崩潰電場約為10倍，因此能以較薄的漂移層做出相同耐壓的元件，大幅降低導通電阻與損耗。熱傳…
- SiC與GaN功率半導體的差異SiC與GaN最大的差異在於「擅長的耐壓範圍與頻段」。SiC擅長650V～10kV（主流為1200～1700V）的高耐壓與高溫運作，是電動車主驅動逆變器的主流選擇。GaN在100V…
- LDO（線性穩壓器）與DC-DC轉換器（切換式穩壓器）的差異差異在於降壓的方式。LDO以輸入與輸出之間的電晶體將多餘電壓以熱的形式消耗掉，使輸出保持穩定，因此結構簡單、雜訊小，但電壓差大時效率會變差。DC-DC轉換器則讓電晶體高速導通・關斷…
- 閘流體與電晶體的差異最大的差異在於關斷的方式。閘流體是PNPN 4層結構的開關，在閘極輸入訊號後導通，之後即使停止閘極訊號仍維持導通，要等電流降到幾乎為零時才會關斷。電晶體則可藉基極電流或閘極電壓自由…
用語解說（27 個）
- 功率半導體功率半導體是為進行電力轉換・控制・整流而設計的半導體元件總稱，以在大電流・高電壓・高溫環境下運作為前提，是社會基礎設施電力轉換不可或缺的存在。
- IGBT（絕緣閘雙極電晶體）IGBT（絕緣閘雙極電晶體）是結合 MOSFET 電壓驅動特性與雙極電晶體大電流・低飽和電壓特性的功率半導體元件，廣泛用作電力轉換電路的開關元件。
- SiC MOSFET（碳化矽功率電晶體）SiC MOSFET（碳化矽功率電晶體）是以碳化矽（SiC）取代矽（Si）作為半導體材料的功率MOSFET，可在高電壓、高溫與高頻下運作。
- 功率模組功率模組是將IGBT、功率MOSFET、SiC/GaN電晶體等功率半導體元件，與驅動、保護這些元件的電路整合在1個封裝中的電力轉換零組件。除了多個元件的最佳化配置外，還將散熱、絕緣…
- 電力電子電力電子是利用半導體開關，以高效率轉換與控制電力形態（直流與交流、電壓、頻率）的技術領域。組合整流（AC-DC）、升降壓（DC-DC）、逆變（DC-AC）、變頻（AC-AC）這4種…
- 導通電阻（RDS(on)）導通電阻（RDS(on)）是 MOSFET 處於導通狀態時汲極－源極間的電阻，是決定導通損耗（I²×RDS(on)）的功率元件最重要參數。它是通道、JFET 區、漂移層與基板電阻的…
- 耐壓（崩潰電壓）耐壓（崩潰電壓，BVDSS）是功率元件在關閉狀態下可承受的最大電壓，超過時會發生累增崩潰而導致損壞。主要由漂移層的厚度與濃度決定，越厚、濃度越低則耐壓越高，但導通電阻也隨之增加。S…
- 切換損耗切換損耗是功率元件在導通與關斷切換的暫態期間，因經過電壓與電流同時不為零的狀態而產生的損耗。分為導通損耗（Eon）與關斷損耗（Eoff）進行評估，並與切換頻率成正比增加。IGBT …
- 閘極驅動器閘極驅動器是接收微控制器的控制訊號，提供足以驅動功率元件閘極之電壓與電流的專用 IC。閘極屬於電容性負載，需要高速的充放電電流，無法直接連接控制訊號。除了用於高側驅動的隔離功能外，…
- 溝槽式 MOSFET溝槽式 MOSFET 是在垂直挖出的溝槽（trench）內壁形成閘極、使通道沿垂直方向立起的功率 MOSFET。它消除了平面型的 JFET 電阻問題，單元密度也得以提高，因此能大幅…
- 超接面結構超接面結構是在漂移層中交替排列 p 型與 n 型柱，於關閉時使彼此空乏化以使電場均勻化的功率 MOSFET 結構。由於能在維持 n 柱高濃度的同時確保高耐壓，可在使用矽的情況下突破…
- 閘流體閘流體是具有pnpn 4層結構的電力控制用開關元件，具有自我保持（閂鎖）特性：一旦以閘極訊號導通，在電流降到一定值以下之前都不會關斷。由於能處理大電流、高耐壓，長年用於電力系統、馬…
- 電動車主驅逆變器電動車主驅逆變器是將電動車電池的直流電轉換為三相交流電，並控制驅動馬達轉速與扭矩的裝置。核心是由6個功率開關組成橋式電路的功率模組，處理的功率可達數十kW～數百kW。近年由Si I…
- DC-DC 轉換器DC-DC 轉換器是透過高速切換半導體開關，讓電感與電容反覆儲存與釋放能量，將某一直流電壓轉換為另一直流電壓的電路。拓撲包括降壓型Buck、升壓型Boost，以及隔離型的Flyba…
- DBC 基板（直接覆銅陶瓷基板）DBC 基板是在陶瓷板兩面直接接合厚銅箔的絕緣散熱基板，在功率模組內部作為承載晶片的底座，同時負責電氣絕緣與熱傳導。陶瓷材料有氧化鋁、氮化鋁、氮化矽，在熱循環嚴苛的車用領域，強度與…
- 銅夾片接合（Clip Bonding）銅夾片接合是在功率半導體封裝中，以銅製平板狀夾片（金屬板）取代細線，透過焊接連接晶粒電極的構裝技術，可降低電阻與電感。
- 銀燒結接合銀燒結接合是將含奈米或微米級銀粒子的膏材塗佈於晶粒與基板之間，在相對低溫（200～250℃左右）與加壓下燒結，形成緻密銀接合層的新一代黏晶技術。
- 車用半導體車用半導體是 ECU 的微控制器、逆變器的功率半導體、攝影機與雷達的感測器、自動駕駛用 SoC 等搭載於汽車的半導體總稱。需具備耐高溫・振動・長期使用的可靠度，須符合 AEC-Q1…
- 蕭特基接面（蕭特基能障）蕭特基接面是指因金屬與半導體界面形成的能量障壁（蕭特基能障），使電流容易往單一方向流動的整流性接面。由於只靠多數載子運作，速度快，順向電壓也比pn接面低，用於蕭特基二極體（SBD）…
- 反向恢復（trr）反向恢復是對順向有電流流通的pn接面二極體施加逆向電壓時，在累積的少數載子排出之前會有反向電流流通的現象。反向恢復時間（trr）與反向恢復電荷（Qrr）越大，切換損耗與突波・雜訊就…
- 雪崩耐量（雪崩能量）雪崩耐量是指功率半導體承受超過耐壓的電壓而發生雪崩崩潰時，能在不損壞的情況下吸收的能量大小。這種情況容易在切斷線圈等電感性負載的電流時發生，元件須將線圈的能量½LI²以熱的形式承受…
- 短路耐受能力（短路耐受時間）短路耐受能力是指功率半導體因負載短路等原因同時承受高電壓與大電流時，能在不損壞的情況下承受的能力，以發生破壞前的時間（短路耐受時間tsc）表示。工業用IGBT一般約為10μs，Si…
- 本體二極體（寄生二極體）本體二極體是在MOSFET的p型本體與n型汲極之間必然形成的寄生pn接面二極體。可作為橋式電路的飛輪二極體使用，但逆向恢復過大時會成為切換損耗或破壞的原因。SiC MOSFET的順…
- SOA（安全工作區）SOA（安全工作區）是功率半導體能在不損壞的情況下動作的電壓與電流組合範圍，在規格書中以依脈衝寬度區分的圖表表示。其邊界由電流上限、導通電阻、發熱（熱限制）與耐壓決定，並須配合實際…
- 保護環保護環是以環狀圍繞元件或接面的雜質區域，有2種意義。在功率半導體中，它是在主接面外側配置浮接電位p型環（FLR），以緩和晶片邊緣的電場集中、取得高耐壓的終端結構。在CMOS中，則是…
- 凱文連接（四端點量測）凱文連接（4端點量測）是將通電流的驅動線（force）與量測電壓的感測線（sense）分別接到量測對象，排除配線與接觸電阻的影響，以準確量測微小電阻的方法。用於功率MOSFET的導…
- 穩壓器（電壓調節器・LDO）穩壓器（電壓調節器）是在輸入電壓或負載電流變化時，仍能保持輸出電壓一定的電路或IC。以電晶體消耗多餘電壓的線性穩壓器雜訊小，其中在電壓差很小時也能動作者稱為LDO。以高速切換進行轉…
最後更新：2026年10月8日