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电路设计和EMC设计的关键

第1章是关于晶体管和二极管的内容。首先，我在ROHM官网上查了一下晶体管和二极管的种类大概有多少。分立半导体共有3,463种（具体分为：MOSFET 685种，双极晶体管1,099种，二极管1,679种），功率元器件共有1,875种（具体分为：功率晶体管552种，功率二极管990种，SiC功率元器件164种，IGBT 147种，IPM 22种），目前正在量产中的晶体管和二极管共有5,338种。真是种类繁多啊。有这么多种的事实意味着ROHM准备了丰富的产品来满足客户各种各样的使用条件。
晶体管和二极管的种类这么多，那么它们有什么区别呢？一个是元器件的结构（MOSFET、双极晶体管、功率元器件等）不同，另一个是电气特性（耐压、最大电流、功率、频率）不同。前者与工作直接相关。MOSFET主要用作数字ON/OFF开关，双极晶体管主要用于模拟电流放大。功率元器件以SiC（Silicon Carbide，碳化硅）和IGBT（绝缘栅双极晶体管）为代表，具有工作电压高（如1,200V）、输出电流大（如600A）的特点。后者是晶体管和二极管本身的特性。最近的趋势是最大输出电流逐年增加，工作频率也在逐渐提高。
目前，已经很容易从这些产品中选择最合适的产品。在选择所需产品时，可以从官网上搜索，只要输入所需的特性，即可立即显示出候选产品列表。要想了解更详细的信息，只要下载PDF版的技术规格书即可。现在真是一个方便的时代！如果还是找不到想要的产品，可以通过在官网上咨询或直接咨询销售代表等方式，来获取一些信息。
在这里，我们先来了解一下作为分立半导体（分立器件）的晶体管和二极管与作为半导体集成电路（IC）的晶体管和二极管之间的区别。虽然两者都是用树脂密封的产品（模塑封装），但却存在很大差异。首先，个数不同。分立半导体中基本上是内置1个晶体管，而在半导体集成电路中，多的可以内置5亿至10亿个晶体管。另外，工作电压不同。分立半导体的工作电压较高（比如前述的1200V），而有些半导体集成电路的工作电压则在1V以下。输出电流也不同。按照1个晶体管的输出电流进行比较，分立半导体的电流较大（比如前述的600A），但半导体集成电路的输出电流则为10µA(10×10-6A)左右。这些差异是由晶体管物理尺寸上的差异造成的。从整体上应该可以理解为：分立半导体是内置了1个很大的晶体管，而半导体集成电路则是内置了很多个微小的晶体管。在工作频率方面，半导体集成电路的工作频率远远快于分立半导体（例如3[GHz]等）。即使是同样的晶体管和二极管，分立半导体和半导体集成电路也是完全不同的。
最后，稍微介绍一点本系列连载的主题，也是我的工作——电磁兼容性（EMC：Electromagnetic Compatibility）相关的内容。电磁兼容性（EMC）主要分为两种，一种是设备本身的电磁噪声对其他设备或人体带来的影响（电磁干扰，EMI：Electromagnetic Interference, Emission），另一种是设备是否会因来自外部的电磁干扰而发生误动作（电磁敏感性，EMS：Electromagnetic Susceptibility, Immunity），之所称为“电磁兼容性”，是由于为了避免发生故障，这两方面都要兼顾。
为了避免有人觉得“怎么会突然谈到电磁兼容性（EMC）？！”，本次先到这里，从下次再开始详细介绍。
感谢您阅读本文。