Az adatokat kezelő tipikus félvezetőkkel, például a processzorokkal és a memóriával ellentétben a teljesítmény-félvezetők az elektromos teljesítményt szabályozzák, és teljesítményeszközöknek nevezzük őket. Ez a rész példákat ad a teljesítmény-félvezetők (teljesítményeszközök) digitális mikroszkóppal történő vizsgálatára és mérésére.

Teljesítmény-félvezetők (teljesítményeszközök) vizsgálata és mérése digitális mikroszkóppal

Mi a teljesítmény-félvezető?

Bár meghatározásuk nem egyértelmű, olyan félvezetők, amelyek nagy mennyiségű feszültséget és áramerősséget szabályoznak, névleges áramerősségük legalább 1 A, és amelyeket általában teljesítmény-félvezetőnek hívnak.

A teljesítmény-félvezetők funkciói

Inverter:
Az egyenáramot (DC) váltakozó árammá (AC) alakítja át.
  • A: Inverter
  • a: Egyenáram
  • b: Váltakozó áram
Konverter:
A váltakozó áramot (AC) egyenárammá (DC) alakítja át.
  • A: Konverter
  • a: Váltakozó áram
  • b: Egyenáram
Frekvenciaátalakító:
Átalakítja a váltakozó áramú frekvenciát.
  • A: Frekvenciaátalakító
  • a: Váltakozó áram
Regulátor:
Átalakítja az egyenáramot.
  • A: Regulátor
  • a: Egyenáram

A teljesítmény-félvezetők típusai és jellemzői

Teljesítménydióda

Funkció: Egyenirányítás
A teljesítménydiódák kapcsolás nélkül egy irányba vezetik az áramot.

Teljesítménytranzisztor

Funkció: Kapcsolás és erősítés

Tirisztor
A tirisztorok voltak az első elérhető teljesítménytranzisztorok, jellemzőjük a nagy ellenálló feszültség.
Teljesítény fém-oxid-félvezető térhatású tranzisztor (MOS FET)
A teljesítmény-MOS FET jellemzője a nagy sebesség és a nagy frekvencia. Az ilyen teljesítménytranzisztorokat rendszerint olyan termékekben használják, amelyek ellenálló feszültsége az alacsonytól a körülbelül 200 V-ig tartó tartományba esik. Ilyen termékek jellemzően az informatikai eszközök, a laptopokat is beleértve.
Szigetelt kapujú bipoláris tranzisztor (IGBT)
Az IGBT jellemzője a nagy ellenálló feszültség, a nagy sebesség és a nagy frekvencia. Az ilyen teljesítménytranzisztorokat rendszerint olyan termékekben használják, amelyek ellenálló feszültsége a közepestől a magasig (200 V-ig vagy nagyobb értékig) tartó tartományba esik. Ilyen termékek jellemzően az elektromos járművek, a hibrid járművek és a vasúti kocsik.

Példák teljesítmény-félvezetők (teljesítményeszközök) vizsgálatára és mérésére digitális mikroszkóppal

Az alábbiakban felsoroljuk a legújabb példákat a teljesítmény-félvezetők vizsgálatára és mérésére a KEYENCE VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkópjával.

Teljesítmény-félvezetőn lévő szondamélyedések 3D-s mérése
1000×, koaxiális megvilágítás
IGBT-n lévő szondamélyedés 3D-s mérése
1000×, koaxiális megvilágítás

Hibás alkatrész vizsgálata teljesítmény-félvezetőn

Optikai árnyékhatás üzemmódban láthatóvá válnak a felszíni szabálytalanságok, így gyorsan megállapítható, hogy a hibás területeket tapadás vagy mélyedés okozta-e.

200×, koaxiális megvilágítás
Optikai árnyékhatás üzemmódban készített (színtérképes) kép

Teljesítmény-félvezető lapkák anyagának vizsgálata

A becsillanásmentes gyűrűfény funkcióval kiküszöbölhető a felületek csillogása.

100×, gyűrűs megvilágítás, normál kép
Becsillanásmentes gyűrűfény funkcióval készített kép

Töltőanyag vizsgálata teljesítmény-félvezető öntőgyantájában

A HDR funkció javítja a kontrasztot, és lehetővé teszi a töltőanyagok pontos profilmérését.

1000×, koaxiális megvilágítás + HDR
Az automatikus területmérés képe