Különbség az IGBT és a MOSFET között

A bipoláris tranzisztorok voltak az egyetlen valódi teljesítménytranzisztor, amíg a nagyon hatékony MOSFET-ek az 1970-es évek elején el nem jöttek. A BJT-k az elektromos teljesítményének alapvető javításán ment keresztül, mióta az 1947-es évek elején kezdődött, és továbbra is széles körben használják az elektronikus áramkörökben. A bipoláris tranzisztorok viszonylag lassú kikapcsolási tulajdonságokkal rendelkeznek, és negatív hőmérsékleti együtthatóval bírnak, ami szekunder bontást eredményezhet. A MOSFET-ek azonban olyan eszközök, amelyek feszültségvezérelt, nem áramszabályozott. Pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, amely megállítja a hőelvezetést, és ennek eredményeként nem fordul elő másodlagos lebontás. Aztán az IGBT-k a 1980-as évek végén kerültek a képbe. Az IGBT alapvetően kereszt a bipoláris tranzisztorok és a MOSFET között, és szintén feszültségvezérelt, mint a MOSFET. Ez a cikk kiemeli néhány kulcsfontosságú pontot, amely összehasonlítja a két eszközt.

Mi az a MOSFET??

A MOSFET, rövidítve a „Metal oxid félvezető mezőhatású tranzisztor”, egy speciális típusú mezőtranzisztor, amelyet széles körben használnak nagyon nagy méretű integrált áramkörökben, kifinomult szerkezetének és nagy bemeneti impedanciájának köszönhetően. Ez egy négy terminálú félvezető eszköz, amely mind az analóg, mind a digitális jeleket vezérli. A kapu a forrás és a lefolyó között helyezkedik el, és vékony fém-oxid réteggel van szigetelve, amely megakadályozza az áramlás áramlását a kapu és a csatorna között. A technológiát jelenleg mindenféle félvezető eszközben használják a gyenge jelek erősítésére.

Mi az IGBT??

Az IGBT, a „Szigetelt kapu bipoláris tranzisztor” kifejezés, egy három terminálú félvezető eszköz, amely ötvözi a bipoláris tranzisztor áramhordozó képességét és a MOSFET vezérlésének egyszerűségét. Ez egy viszonylag új eszköz az energiaellátás elektronikájában, amelyet általában elektronikus kapcsolóként használnak széles körben, a közepes és az ultra nagy teljesítményű alkalmazásokban, például a kapcsolt üzemű tápegységekben (SMPS). Szerkezete majdnem megegyezik a MOSFET szerkezetével, kivéve egy p szubsztrátot az n szubsztrát alatt.

Különbség az IGBT és a MOSFET között

1. Az IGBT és a MOSFET alapjai

Az IGBT a szigetelt kapu bipoláris tranzisztor, míg a MOSFET a fém-oxid félvezető terepi hatású tranzisztor. Bár mindkettő feszültségvezérelt félvezető eszköz, amely a legjobban működik a kapcsoló üzemű tápegység (SMPS) alkalmazásokban, az IGBT-k egyesítik a bipoláris tranzisztorok nagyáramú kezelési képességét és a MOSFET vezérlését. Az IGBT-k az áramerősek, amelyek egyesítik a BJT és a MOSFET előnyeit az áramellátás és a motor vezérlő áramkörei számára. A MOSFET egy speciális típusú mezőtranzisztor, amelyben az alkalmazott feszültség határozza meg az eszköz vezetőképességét.

2. Az IGBT és a MOSFET működési alapelve

Az IGBT alapvetően egy MOSFET eszköz, amely egy bipoláris csatlakozási teljesítménytranzisztorokat vezér, mindkét tranzisztorral egyetlen szilikondarabba integrálva, míg a MOSFET a leggyakoribb szigetelt FET kapu, amelyet leggyakrabban a szilikon szabályozott oxidációja állít elő. A MOSFET általában úgy működik, hogy a csatorna szélességét elektronikusan változtatja a forrás és a lefolyó között elhelyezkedő kapu nevű elektród feszültségének függvényében, amelyet egy vékony szilícium-oxid réteg szigetel. A MOSFET kétféle módon működhet: kimerülési és javító módban.

3. Az IGBT és a MOSFET bemeneti impedanciája

Az IGBT egy feszültségvezérelt bipoláris eszköz, nagy bemeneti impedanciával és nagy bipoláris tranzisztor nagy áramkezelési képességével. Könnyen kezelhetők a nagyáramú alkalmazásokban jelenleg vezérelt eszközökhöz képest. A MOSFET-eknek szinte nincs szükség bemeneti áramra a terhelési áram szabályozására, ami ellenállóbbá teszi őket a kapu terminálján, a kapu és a csatorna közötti szigetelő rétegnek köszönhetően. A réteg szilícium-oxidból készül, amely az egyik legjobb hőszigetelő anyag. Kicsi szivárgási áram kivételével hatékonyan blokkolja az alkalmazott feszültséget.

4. Károsodásállóság

A MOSFET-ek érzékenyebbek az elektrosztatikus kisülésre (ESD), mivel a MOSFET technológiájának nagy bemeneti impedanciája a MOSFET-ben nem teszi lehetővé a töltés ellenőrzött módon történő eloszlását. A kiegészítő szilícium-oxid szigetelő eszköz csökkenti a kapu kapacitását, ami érzékenyvé teszi a nagyon magas feszültségű tüskékkel szemben, elkerülhetetlenül károsítva a belső alkatrészeket. A MOSFET-ek nagyon érzékenyek az ESD-kre. A harmadik generációs IGBT-k egyesítik a MOSFET feszültségmeghajtó tulajdonságait és a bipoláris tranzisztor alacsony ellenállási képességét, így rendkívül toleránssá teszik a túlterheléseket és a feszültségszintet..

5. Az IGBT és a MOSFET alkalmazásai

A MOSFET eszközöket széles körben használják az elektronikus jelek kapcsolására és erősítésére az elektronikus eszközökben, jellemzően magas zajú alkalmazásokhoz. A MOSFET leginkább a kapcsoló üzemű tápegységekben alkalmazható, plusz a D. osztályú erősítőkben is felhasználhatók. Ezek a leggyakoribb terepi tranzisztorok, és mind analóg, mind digitális áramkörökben felhasználhatók. Az IGBT-ket viszont közepes és rendkívül nagy teljesítményű alkalmazásokban használják, mint például a kapcsoló üzemű tápegység, az indukciós fűtés és a vontatómotor vezérlése. Alapvető elemként használják a modern készülékekben, például elektromos autókban, lámpák előtéteiben és VFD-kben (változó frekvenciájú meghajtók)..

IGBT és MOSFET: összehasonlító táblázat

Az IGBT Vs. összefoglalása MOSFET

Bár mind az IGBT, mind a MOSFET feszültségvezérelt félvezető eszközök, amelyeket elsősorban a gyenge jelek erősítésére használnak, az IGBT-k egyesítik a bipoláris tranzisztor alacsony ellenállási képességét és a MOSFET feszültséghajtó jellemzőit. A két eszköz közötti választék elterjedésével egyre nehezebb kiválasztani a legjobb eszközt, kizárólag alkalmazásuk alapján. A MOSFET egy négy terminálú félvezető eszköz, míg az IGBT egy három terminálos eszköz, amely keresztezi a bipoláris tranzisztor és a MOSFET közötti kapcsolatot, ami rendkívül toleránsá teszi őket az elektrosztatikus kisülés és a túlterhelés szempontjából..