halvledarströmbrytare

En halvledarströmbrytare är en elektronisk komponent som reglerar strömflödet med hjälp av halvledarmaterial och som kan slås på och av av en elektrisk kontrollsignal. Till skillnad från mekaniska brytare saknar den rörliga delar, vilket ger mycket snabba växlingstider, högre tillförlitlighet och mindre storlek i många applikationer.

Vanliga typer är MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) och IGBT (insulated-gate bipolar transistor), som används som kraftswitchar i moderna elektroniksystem. Andra viktiga typer är SCR (silicon-controlled rectifier) och TRIAC, som ofta används i växelströmsstyrning. Äldre eller specialiserade konstruktioner kan även använda BJT eller JFET som låg- till medelhög effektströmbrytare.

Principen varierar mellan typer. MOSFET och IGBT styrs av en gate och reglerar ledningen mellan källa och drain eller mellan kollektor och emitter via gate-spänning. SCR är en thyristor som när den triggas går tillstånd på och håller sig där tills lastströmmen faller under en hållström. TRIAC består av två thyristorer i antiparallel och kan växla växelström i båda riktningarna när den triggas.

Användningar inkluderar switchmode kraftförsörjning, motorstyrning, växelströmsinverterare, likströmssystem och LED-drivare. Halvledarströmbrytare möjliggör hög effektivitet genom minimerade växlingsförluster och kan hantera mycket högre strömmar än mekaniska brytare i moderna applikationer.

Fördelar är hög växlingshastighet, god energieffektivitet och kompakt design. Begränsningar omfattar växlingsförluster vid hög frekvens, behov av gate-drivkretsar och termisk hantering; vissa typer är känsliga för dv/dt och kostnaden kan vara högre än för mekaniska brytare vid små volymer.