อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
อุปกรณ์ solid state

| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |
| อุปกรณ์ | รายละเอียด | Ratings |
| ไดโอด | ขั้วเดียว, ไม่สามารถควบคุมได้, ใช้เป็นอุปกรณ์สวิทชิ่งที่ใช้ในงานเช่นวงจรเรียงกระแสและวงจรควบคุมทิศทางการไหลของกระแส, การป้องกันแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับโดยการต่ออนุกรมกับโวลเตจซอสทำตัวเป็นสวิทช์ มีโวลเตจตกคร่อมประมาณ 0.7 VDC (ขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ทำไดโอด) | ทำงานได้ถึง 3000 amperes และ 5000 volts ในตัวเดียว ถ้าสูงกว่านี้ ต้องนำไดโอดหลายตัวมาต่ออนุกรมกัน |
| ตัวเรียงกระแสควบคุมชนิดซิลิคอน (SCR) | เป็นอุปกรณ์กึ่งควบคุมจะ "เปิด" ให้กระแสไหลเมื่อมีพั้ลส์มาเปิดประตูและขั้วแอโหนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับขั้วแคโทด กระแสจะไหลได้ทางเดียวเหมือนกับไดโอด และจะไม่หยุดไหลจนกว่าจะลดหรือตัดความดันที่ขั้วแอโหนดออก อุปกรณ์จึงจะ "ปิด" ความดันที่ประตูไม่สามารถ"ปิด"อุปกรณ์ได้ | ทำงานได้ถึง 3000 แอมแปร์, 5000 โวลต์ในอุปกรณ์ซิลิคอนเดียว |
| ทายริสเตอร์ | เป็นอุปกรณ์สามขั้วในเครือเดียวกับ SCRs, GTOs และ MCTs ส่วนใหญ่จะยอมให้กระแสไหลผ่านเมื่อมีพั้ลส์ที่มีค่าๆหนึ่งมาเปิดประตูและจะปิดประตูเมื่อแรงดันที่แอโหนดลดลงถึงจุดหนึ่ง ซึ่งค่าดังกล่าวถูกกำหนดโดยบริษัทผู้ผลิต เมื่อมัน"Off" มันจะทำตัวเป็นอุปกรณ์ที่ปิดกั้นการไหลของกระแสเนื่องจากมีความดันกลับด้าน |  |
| ทายริสเตอร์ที่ปิดประตูได้ (GTO) | ไม่เหมือน SCR, gate turn-off thyristor  สามารถเปิดและปิดด้วยพั้ลส์ที่ประตู แต่พั้ลส์ที่มาปิดประตูจะมีขนาดและกระแสสูงกว่าพั้ลส์ที่มาเปิดประตูมาก  แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ปิดประตูนี้คือแรงดันเชิงลบจากประตูไปยังซอส ซึ่งปกติแล้วจะปรากฏเพียงระยะสั้นๆ แต่มีขนาดประมาณ 1/3 ของกระแสที่แอโหนด วงจร snubber จึงจำเป็นต้องมีเพื่อสร้างสัญญาณสวิทชิ่งที่อุปกรณ์นี้ใช้งาน  ถ้าไม่มีวงจร snubber, GTO จะไม่สามารถปิดการทำงานของอินดักทีฟโหลดได้  อุปกรณ์ในตระกูลเดียวกันเหล่านี้ไม่เป็นที่นิยมนำมาใช้ในงานนอิเล็กทรอนิกส์กำลังอีกแล้ว หลังจากที่มีการพัฒนาในด้านเทคโนโลยี IGCT. อุปกรณ์เหล่านี้ถูกพิจารณาว่าเป็นตัวบล็อกแรงดันไฟฟ้าแบบขั้วเดียวหรือสองขั้วที่ควบคุมได้ |  |
| ไตรแอค | triac  เป็นทายริสเตอร์แบบควบคุมด้วยเฟส ภายในชิปเดียวกันมี SCR สองตัวต่อกลับหัวกัน พั้ลส์ที่มาเปิดประตูไม่ว่าจะเป็นบวกหรือลบก็จะเปิดประตู SCR ตัวใดตัวหนึ่งได้เสมอ กระแสจึงไหลได้ทั้งสองทาง ทำงานเหมือน SCR คือเมื่อมันเปิดแล้ว มันจะปิดไม่ได้ มันมีความสามารถในการป้องกันการ reverse bias ได้ด้วย |  |
| ทรานซิสเตอร์ | Bipolar Junction Transister, BJT หรือทรานซิสเตอร์ทั่วไป ไม่สามารถใช้ที่พลังงานที่สูงๆได้ มันทำงานได้ช้ากว่าและมีความสูญเสียเนื่องจากความร้อนสูงกว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ MOSFET.   BJTs กับ MOSFETs เป็นแบบ unipolar ไม่สามารถปิดกั้นแรงดันย้อนกลับได้ดียกเว้นในกรณีที่ติดตั้งคู่กับไดโอดป้องกัน BJT มี gain ของกระแสต่ำในงานพลังงานสูงๆ, จึงต้อง config ให้เป็นแบบดาร์ลิงตัน เพื่อรับมือกับกระแสที่ใช้โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลัง | การ config ให้ใช้ทรานซิสเตอร์หลายๆตัว ทำให้ได้ สวิทชิ่งไทม์ประมาณ 0.1 ถึง 1 microseconds อุปกรณ์มีเรตติ้งที่สูงสุดประมาณ 1500 V และเรตติ้งของกระแสค่อนข้างสูง มันสามารถนำมาต่อขนานกันเพื่อเพิ่มความสามารถในการรองรับกำลังที่สูงขึ้น แต่จำกัดให้ประมาณ 5 ตัวอุปกรณ์สำหรับการแบ่งปันกระแส |
| Power MOSFET | ประโยชน์หลักของ Power MOSFET คือกระแสที่เบสสำหรับ BJT สูงมากแต่เมื่อเทียบเกือบกระแสที่ประตูเป็นศูนย์สำหรับ MOSFET เนื่องจาก MOSFET เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แรงดันไฟฟ้าไม่ใช่กระแสในการเปิดปิดประตูให้กระแสไฟฟ้าไหลจากเดรนมาซอส gate ไม่ได้ช่วยอะไรกับกระแสที่ เดรนและซอส กระแสที่มาเปิด gate เป็นศูนย์ซึ่งทำให้ความร้อนที่เกิดจะมาจากการปิดและเปิด ความสูญเสียใน MOSFETs ส่วนใหญ่จะมาจากความต้านทานช่วงที่เปิด, เวลาที่ใช้ในการปิดเปิดมีตั้งแต่ 10 nanosec ไปจนถึง 100 microseconds ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์. ความต้านทานที่เดรนของ MOSFET จะเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์สูงขึ้น ความถี่ที่สูงขึ้นก็เพิ่มความต้านทานนี้เช่นกัน นี่ทำให้ BJT น่าสนใจกว่า Power MOSFET สามารถนำมาต่อขนานกันเพื่อเพิ่มกระแสและกำลังงานโดยรวม อุปกรณ์ใหม่ๆอาจมีคุณสมบัติดีกว่านี้ MOSFET ไม่จ่ายกระแสสองทางและไม่สามารถทำ reverse blocking ได้ | โวลเตจที่ทำงานได้จะน้อยกว่า 1000 V เล็กน้อยและกระแสที่ประมาณ 100 A |
| Insulated gate bipolar transistor (IGBT) | เป็นอุปกรณ์ที่รวมลักษณะที่ดีที่สุดของ MOSFETs และ BJTs. เช่นเหมือน MOSFET ที่มีความต้านทานที่เกทสูงจึงต้องการกระแสต่ำ และเหมือน BJTs ที่แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมในช่วง"เปิด"ต่ำ ความสูญเสียพลังงานจึงต่ำ และทำงานคล้ายกับ GTO ที่สามารถป้องกันแรงดันไฟฟ้าได้ทั้งบวกและลบ  IGBT มี input capacitance น้อยกว่า MOSFET ซึ่งจะปรับปรุง Miller feedback effect ระหว่างการปิดเปิดที่มี dv/dt สูง | กระแสที่ทำงานค่อนข้างสูงกว่า 1500 A และแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 3,000 โวลต์ |
| MOS-controlled thyristor (MCT) | ทำงานเหมือนทายริสเตอร์ที่สามารถ trigger ให้เปิดหรือปิดด้วยพัลส์ที่เกท เนื่องจากอินพุทเป็นเทคโนโลยีแบบ MOS จึงมีกระแสไหลน้อยมากจึงใช้สัญญาณควบคุมการทำงานที่ต่ำมาก อุปกรณ์มี MOSFET input 2 ขา และ BJT output 2 ขา อินพุทถูกออกแบบมาให้ทำงานทั้งช่วงบวกและช่วงลบของสัญญาณ เอ้าท์พุทก็ปล่อยให้กระแสไหลได้ 2 ทิศทางเช่นกัน และทำ reverse blocking ได้ด้วย | ปิดเปิดได้เร็ว รองรับแรงดันและกระแสสูง ประมาณ 100 A หรือมากกว่า |
| Integrated gate-commutated thyristor(IGCT) | คล้ายกับ GTO แต่ไม่ต้องการกระแสสูงเพื่อเปิดหรือปิดเกท IGCT อุปกรณ์มีความต้านทานของอินพุตสูงมากเพราะใช้เกทไดรเวอร์ทำด้วย MOSFET.  IGCT มีเอาต์พุตความต้านทานต่ำที่ไม่ต้องเสียพลังงานมากและรวดเร็วมากเหมือนอย่างคู่แข่งเช่น BJTs. บริษัท ABB มีการเผยแพร่เอกสารข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ชนิดนี้และให้รายละเอียดของการทำงานภายใน อุปกรณ์ประกอบด้วยเกทที่สามารถเลือกให้แยกออกจากอินพุทได้, เอ้าท์พุทเป็น BJT ความต้านทานต่ำเพื่อให้มีความสูญเสียต่ำที่แรงดันและกระแสสูง | สามารถรองรับการทำงานที่มากกว่า 5,000 VAC, 5,000 A ที่ความถี่สูงกว่าที่ GTO ทำได้ |