MOSFET和IGBT有什么不同之处

描述

   MOS晶体管是MOSFET,中文全称为金属氧化物半导体场效应晶体管,称为金氧半场效应晶体管(gold oxygen half field effect transistor),是一种场效应晶体管可广泛用于模拟电路和数字电路。因为该FET的栅极由绝缘层隔离,所以也称为绝缘栅极FET。MOSFET可分为N沟道耗尽型和增强型;有四大类P沟耗尽型和增强型。

  IGBT即绝缘栅双极晶体管,是一种由BJT(双极晶体管)和MOS(绝缘栅FET)组成的复合型全控电压驱动功率半导体器件,它结合了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降的优点。GTR饱和电压降低,载流密度大,但驱动电流大;MOSFET驱动功率小,开关速度快,但传导压降大,载流密度小。IGBT结合了上述两种器件的优点,具有较小的驱动功率和降低的饱和电压。非常适用于直流电压600V及以上的变流器系统,如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

  MOSFET有多种类型,但与IGBT最可比的是功率MOSFET。它设计用于处理重要的功率级别。它们只在“开”或“关”状态下使用,这使它们成为使用最广泛的低压开关。与IGBT相比,功率MOSFET在低电压下工作时具有更快的换向速度和更高的效率。

  更重要的是,它可以保持高阻断电压和高电流。这是因为大多数功率MOSFET结构是垂直的(不是平面的)。其额定电压是N外延层掺杂和厚度的直接函数,其额定电流与沟道宽度有关(沟道越宽,电流越高)。由于其效率,功率MOSFET被用于电源、DC/DC转换器和低压电机控制器。

  MOSFET和IGBT绝缘栅双极大功率管和其他器件在源极和栅极之间具有绝缘硅结构,直流电流无法通过,因此低频行为驱动功率接近于零。然而,栅极电容器Cgs形成在栅极和源极之间,因此当高频交替接通和需要关断时,需要一定的动态驱动功率。

  由于大的栅极电容Cgs,低功率MOSFET的Cgs通常在10-100pF之间,对于高功率绝缘栅极功率器件。通常在1-100nF之间,需要较大的动态驱动功率。此外,由于漏极到栅极的米勒电容Cdg,栅极驱动功率通常不可忽略。由于IGBT具有电流拖尾效应,因此在停机期间需要更好的抗扰性,并且需要负电压驱动。MOSFET比较快,可以在没有负电压的情况下关断,但当干扰严重时,负电压关断对提高可靠性非常有利。

  MOSFET应用于开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源,IGBT专注于焊接、逆变器、逆变器、电镀电源、超级音频感应加热等领域。

  综合主机评测和KIA半导体整合

  审核编辑:郭婷

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