超音波系統-功率晶體
開發工程部工程師 魏憲忠
在超音波電源電路設計上，一定會使用到SWITCHING 原件，而目前台
灣業界較為使用者熟悉的使用零件大部分為BJT(雙極性結合電晶體)，簡稱
為電晶體，此種產品至1947年發明至今已超過五十年了，因為使用方法簡單
，價格也較為便宜，所以至今仍然有廣大的使用者，尤其在小功率超音波應
用上尤甚。
1960年MOSFET(金氧半場效電晶體)被發明出來，金氧半場效電晶體可大
量縮小其體積、耗電量低、穩定性高和容易大量生產，驅動的方法為電壓性
和電流性的BJT完全不一樣，所以剛開始出來時MOSFET並不為一般使用者所
接受，隨著技術的進步，價格也下滑後，在加上其開關速度快(比BJT快10倍
以上速度)，體積小，才開始被一般使用者所接受，第一個進入MOS系的大功
率原件是POWER MSOFET，有著低電源電壓下動作、高頻特性十分優越且功
率損失遠低於以往的元件等優點，再加上電池電源之攜帶型行動電子機器得
迅速普及，使的POWER MOSFET佔著相大重要的角色;因為它有著可大量縮小
體積的優點，像現在所用的電腦CPU，內部幾乎都是用極微小製程的MOSFET
去作組合而成。
1980年左右，第一代IGBT(絕緣柵雙極電晶體)出現了，結合MOSFET的高
電流單柵控制特性及雙極性晶體管的低飽和電壓的能力等優點，但有著切換
速度不快且開關截止時易產生拴鎖現象與二次崩潰現象，價格不平易近人等
缺點，並不被使用者所接受，但第二代IGBT產品便有很大的進展，第三代
IGBT產品為目前主流，其切換速度直逼功率級MOSFET的速度並且在電壓電
流容量上有很大的進步，像電車之馬達驅動器、變頻冷氣、變頻冰箱，甚至
是大瓦特輸出音響放大器的音源驅動元件，都是使用IGBT。
穩定的超音波發振系統，仰賴正確的電路設計及穩定的電子元件，從早
期功率電晶體式，因開關速度不夠快，在加上環保意識高漲，許多專業的製
造商也已經CLOSE，功率電晶體已逐漸被淘汰，而取而代之的便是POWER
MOSFET........，然而POWER MOSFET並不能滿足大功率系統的需求，在大功
率的需求下，又要求產品小型化的時代下，IGBT是目前的不二，京華秉持永
續經營及國人自制研發精神，在這一系列的演化過程中，完全親身參與,為使
目前使用者有更穩定的超音波系統，目前正積極開發IGBT的新機種，加強產
品競爭力，也希望提供給客戶更穩定的產品。