Un semiconductor de potencia es un dispositivo similar a un interruptor que se utiliza principalmente para controlar y convertir la energía eléctrica en circuitos electrónicos. En general, estos dispositivos hacen uso de las propiedades electrónicas que se encuentran en los elementos semiconductores, como el arseniuro de galio, el germanio y el silicio. También llamados dispositivos de energía, estos dispositivos generalmente pueden disipar más de un vatio de energía durante el funcionamiento estándar. Por lo general, se denominan circuitos integrados de potencia cuando se aplican en circuitos integrados, que pueden contener millones de dispositivos conectados entre sí en un solo semiconductor.
En su mayor parte, la forma básica de un dispositivo semiconductor de potencia se desarrolló durante la década de 1950. Al ingeniero Robert N. Hall se le atribuye la invención del dispositivo. Hechos de germanio, estos primeros aparatos tenían una corriente nominal de aproximadamente 35 amperios y una capacidad de voltaje de unos 200 voltios. Compare eso con los semiconductores de potencia modernos, que con frecuencia manejan miles de amperios y miles de voltios.
Existen varios tipos de dispositivos semiconductores de potencia, incluido un diodo de potencia, un transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET), un tiristor y un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT). Los diodos de potencia suelen estar hechos de componentes electrónicos de dos terminales. Por lo general, transportan corrientes eléctricas en dirección hacia adelante y evitan que la corriente venga en dirección contraria. A diferencia de sus homólogos semiconductores de baja potencia, son capaces de transmitir un volumen significativo de corriente.
Los MOSFET de potencia son uno de los tipos de aplicaciones de semiconductores de potencia de bajo voltaje más utilizados. Por lo general, tienen menos de 200 voltios y se utilizan para controladores de motor, fuentes de alimentación y convertidores de CC a CC. Como un diodo de potencia, un MOSFET de potencia suele estar equipado para transportar cantidades considerables de energía eléctrica. A menudo son más eficientes a voltajes más bajos y poseen altas velocidades de conmutación que otros tipos de semiconductores de potencia.
Un tiristor es un tipo de semiconductor de potencia que se utiliza en todo, desde atenuadores de interruptores de luz y sistemas de control de presión hasta controles de velocidad del motor y reguladores de nivel de líquido. Compuestos por cuatro capas, se componen de materiales alternados de tipo P y tipo N, y comúnmente tienen tres electrodos. A menudo están diseñados para controlar un volumen considerable de energía utilizando una pequeña corriente o voltaje de activación.
Un semiconductor de potencia de transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) es un dispositivo diseñado para apagarse y encenderse rápidamente. Considerado como un tipo de semiconductor de potencia altamente eficiente, los IGBT se utilizan con frecuencia en sistemas de aire acondicionado y automóviles eléctricos. Los sistemas estéreo que contienen amplificadores de conmutación a veces también usan IGBT para ayudar a sintetizar formas de onda complejas.