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パワーエレクトロニクスって何?
パワー半導体は、モータや照明などの制御や電力の変換を行う半導体です。扱う電圧や電流が大きいことが特徴です。
半導体といえば、マイコン(CPU)やメモリなどのLSIがよく知られていますが、これらは「演算」や「記憶」などの働きをする半導体です。これに対しパワー半導体は、交流を直流にする、電圧を5Vや3Vに降圧するなどし、モータを駆動したり、バッテリ充電したり、あるいはマイコンやLSIを動作させるなど、電源(電力)の制御や供給を行う半導体をいいます。
■パワー半導体の仕事 パワー半導体は私たちのまわりのいろいろな製品に使われています
パワー半導体の仕事
ダイオード
電気は水と同じで、位置の高いほう(+)から低いほう(-)へ流れる性質があります。 たとえば、 右図のように電線を2本用意し、途中に「ダイオード」と「電球」を入れ、電池につなぎます。(1)の場合は電気が流れ、電球が点きますが、(2)は電気が流れません。これは、「ダイオード」が水道の「弁」のような働きをし、電気を一方向にしか流さないように制御する(一方通行にする)半導体だからです。 水弁のような働き
実際の役目は、交流を直流にする「整流」という作用をします。これを目的としたダイオードを「整流ダイオード」(整流素子)といいます。家庭にくる電気は交流です。しかし電子機器の回路(LSI)を動作させるには直流の電気が必要で、この変換をしているのが「整流ダイオード」です。
整流作用
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トランジスタ
トランジスタは電子回路の基本となる素子で、「増幅」と「スイッチ」という作用があります。「増幅」は、小さな電気を大きな電気に変えることです。たとえばイヤホンの小さな音をスピーカーで聞けるような大きな音にするのが増幅です。「スイッチ」は、この増幅作用を利用し、小さな電気で、大きな電流や電圧をON/OFFすることで、ディスプレイを表示する、モータを駆動する、などの働きをします。
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IC(集積回路)
IC(集積回路)は、ダイオードやトランジスタを1つのシリコンチップの上にたくさん集積したものです。この数の多いものをLSI(大規模集積回路)といいます。「整流」や「増幅」、「記憶」、「四則演算」などのいろいろな仕事をします。
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