전력 전자의 기술 동향 - 전력 시장에서 MOSFET과 BJT의 비교-

전력 전자 시장에서 사용하는 MOSFET과 BJT에 대한 응용분야 및 시장 점율율을 비교하는 포스팅 해 보겠습니다.

 

금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 양극 접합 트랜지스터(BJT)는 모두 전력 전자 애플리케이션에 널리 사용되지만 특성과 사용 사례는 서로 다릅니다. MOSFET은 효율성과 빠른 스위칭이 중요한 저전력, 고주파 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다. 반면에 BJT는 신호 증폭이 필요하고 더 낮은 전압 강하가 바람직한 고전력, 저주파 애플리케이션에 사용됩니다. 두 장치 모두 장점과 장단점이 있으며, 아래는 전력 전자 시장에서 두 트랜지스터의 일반적인 응용 분야를 비교하였습니다.

 

 - MOSFET과 BJT의 응용 분야 비교 -

 

MOSFET 응용 분야

1. 저전력 및 고주파 애플리케이션

MOSFET은 일반적으로 컴퓨터 전원 공급 장치, 모터 드라이브, DC-DC 컨버터와 같이 빠른 스위칭 속도가 필요한 저전력 애플리케이션에 사용됩니다.
2. 고주파 스위칭

MOSFET은 낮은 게이트 드라이브 요구 사항과 낮은 스위칭 손실로 인해 고주파 애플리케이션에서 탁월합니다. 고주파 전력 인버터 및 공진 컨버터에 자주 사용됩니다.
3. 낮은 전도 손실

MOSFET은 BJT에 비해 전도 손실이 낮기 때문에 저전력 손실이 중요한 애플리케이션에 더 효율적입니다.
4. 전압 제어 디바이스

MOSFET은 전압 제어 소자로, 게이트 단자에 인가되는 전압에 의해 제어됩니다. 입력 임피던스가 높기 때문에 저전력 제어 회로로 구동하는 데 적합합니다.

 

BJT의 응용 분야

1. 고전력 및 저주파 애플리케이션

BJT는 일반적으로 전원 공급 장치, 오디오 증폭기, 선형 레귤레이터와 같이 저주파에서 작동하는 고전력 애플리케이션에 사용됩니다.
2. 전류 제어 장치

BJT는 전류 제어 장치로, 베이스 단자로 흐르는 전류에 의해 제어됩니다. 입력 임피던스가 낮기 때문에 MOSFET에 비해 장치를 구동하는 데 더 많은 전류가 필요합니다.
3. 증폭

BJT는 전류 이득이 높기 때문에 증폭 작업에 적합합니다. 신호 증폭이 중요한 오디오 및 RF 증폭기에 사용됩니다.
4. 저전압 작동

저전압 애플리케이션에 선호되는 BJT는 MOSFET에 비해 전압 강하가 낮기 때문에 전력 손실이 적습니다.

 

MOSFET은 지난 수십 년 동안 전력 전자 산업에서 상당한 인기와 시장 점유율을 확보해 왔습니다. 빠른 스위칭 속도, 낮은 전도 손실, 디지털 제어 시스템과의 통합 용이성 등의 장점으로 인해 많은 애플리케이션에서 선호되는 선택이 되었습니다. MOSFET은 소비자 가전, 자동차, 산업 자동화, 재생 에너지, 통신 등 다양한 산업에서 광범위하게 사용됩니다.

반면에 BJT는 수년 동안 전력 전자 제품, 특히 고전력 및 저주파 작동이 필요한 애플리케이션에서 널리 사용되어 왔습니다. 전력 전자 제품에서 BJT의 시장 점유율은 MOSFET에 비해 다소 감소했지만, 높은 전류 이득과 낮은 전압 강하와 같은 특성이 유리한 특정 응용 분야에서 여전히 그 자리를 차지하고 있습니다.

 - MOSFET과 BJT의 성장성 및 시장 점유율 비교 -

MOSFET의  시장 점유율 및 전망

 

전 세계 전력 MOSFET 시장 규모는 2019년에 54억 3천만 달러로 평가되었으며, 2020년부터 2027년까지 6.6%의 연평균 성장률을 기록하며 2027년에는 99억 9천만 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 앞으로의 성장성을 요약하면 아래와 같습니다.

 

1. 지속적인 성장:

MOSFET은 전력 전자 시장에서 강력한 입지를 유지할 것으로 예상됩니다. 높은 효율성, 빠른 스위칭 속도, 디지털 제어 시스템과의 호환성 덕분에 다양한 애플리케이션에 적합하기 때문입니다.
2. 자동차 분야에서의 채택 증가

자동차 부문은 전기화를 향한 중대한 변화를 목격하고 있으며, 이로 인해 전력 전자 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 고전압과 빠른 스위칭 요구 사항을 처리할 수 있는 MOSFET은 전기 자동차(EV)와 하이브리드 전기 자동차(HEV)에서 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다.
3. 재생 에너지의 확대

태양광과 풍력을 포함한 재생 에너지 부문은 빠르게 성장하고 있습니다. MOSFET은 이러한 애플리케이션에 사용되는 전력 인버터의 핵심 부품이며, 청정 에너지에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 MOSFET 시장이 확대될 것으로 예상됩니다.

 

BJT의 시장 점유율 및 전망

 

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 시장 규모는  2021년 7억 88만 달러에서 2022년 12억 25만 달러로 추정합니다.

앞으로의 성장성을 요약하면 아래와 같습니다.

1. 특정 애플리케이션에서 안정적인 수요

전력 전자 제품에서 BJT의 시장 점유율은 다소 감소했지만 특정 응용 분야에서는 여전히 안정적인 수요가 있습니다. 오디오 증폭, 선형 전원 공급 장치 및 저주파 전력 애플리케이션과 같은 산업은 높은 전류 이득과 낮은 전압 강하로 인해 계속해서 BJT에 의존하고 있습니다.
2. 틈새 시장

BJT는 그 특성으로 인해 다른 장치에 비해 이점을 제공하는 특정 틈새시장에서 자리를 잡았습니다. 여기에는 레거시 시스템, 특정 산업용 애플리케이션, 저주파 작동이 필요한 고전력 애플리케이션이 포함됩니다

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전력 전자 시장은 역동적이며 기술 발전이 다양한 반도체 소자의 채택에 영향을 미칠 수 있다는 점에서 점유율과 전망은 언제든지 바뀔 수 있습니다. 즉, 새로운 기술이 등장하고 고객 요구 사항이 진화함에 따라 MOSFET 및 BJT에 대한 시장 전망은 언제든지 달라질 수 있습니다.

이상, MOSFET과 BJT에 대해 비교하는 포스팅을 마치겠습니다.