電路設計和EMC設計的關鍵 第1章 半導體概述（1）電晶體和二極體：電晶體和二極體為什麼會有那麼多品種？

大家好！　我是ROHM的稻垣。

第1章是關於電晶體和二極體的內容。首先，我在ROHM官網上查了一下電晶體和二極體的種類大概有多少。離散式半導體共有3,463種（具體分為：MOSFET 685種，雙載子電晶體1,099種，二極體1,679種），功率元件共有1,875種（具體分為：功率電晶體552種，功率二極體990種，SiC功率元件164種，IGBT 147種，IPM 22種），目前正在量產中的電晶體和二極體共有5,338種。真是種類繁多啊。有這麼多種的事實意味著ROHM準備了豐富的產品來滿足客戶各種各樣的使用條件。

電晶體和二極體的種類這麼多，那麼它們有什麼區別呢？一個是元件的結構（MOSFET、雙載子電晶體、功率元件等）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主要用作數位ON/OFF切換，雙載子電晶體主要用於類比電流放大。功率元件以SiC（Silicon Carbide，碳化矽）和IGBT（絕緣閘雙載子電晶體）為代表，具有工作電壓高（如1,200V）、輸出電流大（如600A）的特點。後者是電晶體和二極體本身的特性。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清單。要想瞭解更詳細的資訊，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，可以透過在官網上諮詢或直接諮詢銷售代表等方式，來獲取一些資訊。

在這裡，我們先來瞭解一下作為離散式半導體（離散式元件）的電晶體和二極體與作為半導體積體電路（IC）的電晶體和二極體之間的區別。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。離散式半導體中基本上是內建1個電晶體，而在半導體積體電路中，多的可以內建5億至10億個電晶體。另外，工作電壓不同。離散式半導體的工作電壓較高（比如前述的1200V），而有些半導體積體電路的工作電壓則在1V以下。
輸出電流也不同。按照1個電晶體的輸出電流進行比較，離散式半導體的電流較大（比如前述的600A），但半導體積體電路的輸出電流則為10µA(10×10^-6A)左右。這些差異是由電晶體物理尺寸上的差異造成的。從整體上應該可以理解為：離散式半導體是內建了1個很大的電晶體，而半導體積體電路則是內建了很多個微小的電晶體。在工作頻率方面，半導體積體電路的工作頻率遠遠快於離散式半導體（例如3[GHz]等）。即使是同樣的電晶體和二極體，離散式半導體和半導體積體電路也是完全不同的。

最後，稍微介紹一點本系列連載的主題，也是我的工作——電磁相容性（EMC：Electromagnetic Compatibility）相關的內容。電磁相容性（EMC）主要分為兩種，一種是裝置本身的電磁雜訊對其他裝置或人體帶來的影響（電磁干擾，EMI：Electromagnetic Interference, Emission），另一種是裝置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“電磁相容性”，是由於為了避免發生故障，這兩方面都要兼顧。
為了避免有人覺得“怎麼會突然談到電磁相容性（EMC）？！”，本次先到這裡，從下次再開始詳細介紹。

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