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MOSFET和IGBT有什么不同之處

星星科技指導員 ? 來源:綜合主機評測和KIA半導體 ? 作者:綜合主機評測和 ? 2023-02-09 18:07 ? 次閱讀

MOS晶體管MOSFET,中文全稱為金屬氧化物半導體場效應晶體管,稱為金氧半場效應晶體管(gold oxygen half field effect transistor),是一種場效應晶體管可廣泛用于模擬電路和數字電路。因為該FET的柵極由絕緣層隔離,所以也稱為絕緣柵極FET。MOSFET可分為N溝道耗盡型和增強型;有四大類P溝耗盡型和增強型。

IGBT即絕緣柵雙極晶體管,是一種由BJT(雙極晶體管)和MOS(絕緣柵FET)組成的復合型全控電壓驅動功率半導體器件,它結合了MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降的優點。GTR飽和電壓降低,載流密度大,但驅動電流大;MOSFET驅動功率小,開關速度快,但傳導壓降大,載流密度小。IGBT結合了上述兩種器件的優點,具有較小的驅動功率和降低的飽和電壓。非常適用于直流電壓600V及以上的變流器系統,如交流電機變頻器開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

MOSFET有多種類型,但與IGBT最可比的是功率MOSFET。它設計用于處理重要的功率級別。它們只在“開”或“關”狀態下使用,這使它們成為使用最廣泛的低壓開關。與IGBT相比,功率MOSFET在低電壓下工作時具有更快的換向速度和更高的效率。

更重要的是,它可以保持高阻斷電壓和高電流。這是因為大多數功率MOSFET結構是垂直的(不是平面的)。其額定電壓是N外延層摻雜和厚度的直接函數,其額定電流與溝道寬度有關(溝道越寬,電流越高)。由于其效率,功率MOSFET被用于電源DC/DC轉換器和低壓電機控制器。

MOSFET和IGBT絕緣柵雙極大功率管和其他器件在源極和柵極之間具有絕緣硅結構,直流電流無法通過,因此低頻行為驅動功率接近于零。然而,柵極電容器Cgs形成在柵極和源極之間,因此當高頻交替接通和需要關斷時,需要一定的動態驅動功率。

由于大的柵極電容Cgs,低功率MOSFET的Cgs通常在10-100pF之間,對于高功率絕緣柵極功率器件。通常在1-100nF之間,需要較大的動態驅動功率。此外,由于漏極到柵極的米勒電容Cdg,柵極驅動功率通常不可忽略。由于IGBT具有電流拖尾效應,因此在停機期間需要更好的抗擾性,并且需要負電壓驅動。MOSFET比較快,可以在沒有負電壓的情況下關斷,但當干擾嚴重時,負電壓關斷對提高可靠性非常有利。

MOSFET應用于開關電源、鎮流器、高頻感應加熱、高頻逆變焊機、通信電源等高頻電源,IGBT專注于焊接、逆變器、逆變器、電鍍電源、超級音頻感應加熱等領域。

綜合主機評測和KIA半導體整合

審核編輯:郭婷

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