功率半导体行业报告：电力电子核心（39页）

MOSFET 工作原理：MOSFET 本质上是一个开关，开关的导通和关断完全可 控。通过脉宽调制，MOSFET 可以完成变频等功能。假设一个器件前 1 秒输入电 压为 100V，后 1 秒 MOSFET 关断，这 2 秒内相当于持续输入 50V 的等效电压，这 就是脉宽调制的原理。通过控制 MOSFET 导通关断可以改变电压和频率。 MOSFET 是功率器件最大市场。MOSFET 在功率器件中占比最高，2018 年全 球 MOSFET 市场规模为 59.61 亿美元，占功率器件市场的 39.78%。MOSFET 的优 点在于稳定性好，适用于 AC/DC 开关电源、DC/DC 转换器，因此 MOSFET 通常 用于计算机、消费电子、汽车和工业等领域。Yole 预测到 2022 年 MOSFET 下游应 用中，汽车占比为 22%，计算机及存储占比为 19%，工业占比为 14%。

绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管）和 MOS（绝缘栅型场效应管） 组成的复合式半导体。IGBT 兼具 MOS 和 BJT 的优点，导通原理与 MOSFET 类似， 都是通过电压驱动进行导通。IGBT 在克服了 MOSFET 缺点，拥有高输入阻抗和低 导通压降的特点，在高压环境下传导损耗较小。IGBT 是电机驱动的核心，广泛应 用与逆变器、变频器等，在 UPS、开关电源、电车、交流电机等领域，逐步替代 GTO、GTR 等产品。IGBT 的应用范围一般都在耐压 600V 以上，电流 10A 以上， 频率 1KHz 以上的区域。IGBT 固有结构导致其作为高频开关时损耗较大，IGBT 工 作频率通常为 40-50KHz。IGBT 的导通与阻断都受电压控制，可以双向导通。

IGBT 应用：IGBT 的应用领域非常广泛，小到家电、数码产品，大到航空航 天、高铁等领域，新能源汽车、智能电网等新兴应用也会大量使用 IGBT。按电压 需求分类，消费类电子应用的 IGBT 电压通常在 600V 以下，太阳能逆变器需要 1200V 的低损耗 IGBT，动车使用的 IGBT 电压在 1700V 至 6500V 之间，智能电网 应用的 IGBT 通常为 3300V。

功率 IC 通常由功率器件、电源管理芯片和驱动电路集成而来，能承受的电流 比较小，能承受大电流的模块一般是 IGBT 集成形成的 IPM 模块。功率 IC 可以分 为以下五大类：线性稳压、开关稳压器、 电压基准、开关 IC 和其他功率 IC。 线性稳压器：传统线性稳压器、LDO 稳压器； 开关稳压器：AC-DC 开关稳压器、DC-DC 开关稳压器、隔离开关控制器、非 隔离开关控制器； 开关 IC：电压监控器、定序器、开关、热插拔控制器、以太网电源控制器； 电压基准：缓冲放大器、交流放大器； 其他功率管理 IC：以太网供电控制器、功率因数校正控制器、多通道电源管 理 IC、多芯片功率级、单芯片功率级、热插拔控制器和其他电源管理 IC。