발전소에서 나온 전기가 배터리에 들어가고, 모터를 돌리고, 서버 칩에 닿기까지 몇 번씩 전압과 주파수를 바꾼다. 그 일을 하는 것이 초당 수만 번 켜고 끄는 반도체 스위치다. 이 책은 재료와 구조(Si·SiC·GaN, 드리프트층, 셀)가 스위치의 성능(항복 전압·온저항·스위칭 에너지)을 어떻게 정하고, 그것이 다시 시스템(효율·온도·크기·수명)을 어떻게 정하는지 계산한다. 가상 기준 플랫폼 PW-800의 800 V 전기차 인버터를 직접 스위칭해 보며 배우는 전력 반도체 교과서다.
한 문장으로: 스위칭 주파수를 올리면 SiC는 버티고 IGBT는 무너진다. PW-800 트랙션 인버터(800 V, 역률 0.9, 변조 지수 0.9, 접합 약 150 °C)의 소자 손실을 전도·스위칭으로 나눠 계산했다. 전류를 올리면 전도 손실이 제곱으로, 주파수를 올리면 스위칭 손실이 비례해서 는다(10·13장).
SiC MOSFETSi IGBT + 다이오드스위칭 손실
재료와 항복의 물리에서 출발해, 그 위에 세운 소자들을 비교하고, 스위치를 켜고 끄는 법과 회로를 배운 뒤, 열·패키징·신뢰성으로 시스템을 완성한다.
이 책 전체가 예로 드는 가상의 전력 변환 플랫폼이다(교육용 가정, 특정 제품이 아니다). 책을 끝내면 이 숫자들이 왜 이 크기인지 계산할 수 있다.
순서대로 읽어도 좋고, 맡은 일부터 골라 읽어도 된다. 각 장은 개념 → 그림 → 수식 → 시뮬레이터 → PW-800 수치 → 퀴즈 순서다.
직무나 관심사에 따라 이렇게 읽어 보자.
이어 읽기: pn 접합과 MOSFET의 물리는 DeviceBook, 다이 접합·와이어 본딩·기판은 PackagingBook, LDO와 밴드갭 같은 칩 안의 전원은 AnalogBook, 칩의 전력·열 관리는 SoCBook, 고장 분석은 FailureBook. 다른 반도체 책은 반도체 서가에서.