工业控制
igbt和mos管怎么区分
一说到开关,大家都不陌生,如我们家里的灯开关、家用电器的开关等,这些开关都是可以用手控制的,按一下就开,按一下又关。
然而,在电子电路中,本来各种电子元器件就很小,要再装一个手控的开关就会占用很大空间。另外,电子电路经常涉及到高频信号,也就是说,开关通断的切换速度要非常快,手控就更不现实了,那该怎么办呢?答案就在于开关管!
所谓开关管,其实就是各种半导体器件,如二极管、三极管、场效应管、晶闸管和IGBT等,这些半导体器件都可用作电子开关,控制电路的导通和关断。其中场效应管(本文均指MOS管)和IGBT都是全控型开关管,换言之,IGBT和MOS管在电路中的导通和关断都是可以用触发信号控制的。那这IGBT和MOS管有没有区别呢?显然是有的。
MOS管和IGBT都是常见的开关管,常用在开关电源、变频器、电动汽车等的电路板中。IGBT和MOS管的特性很相似,驱动方法也基本相同,绝大多数场合它们都是作为电子开关来使用。
从管脚来看,IGBT的3个管脚(正面)依次为栅极、集电极和发射极,MOS管的3个管脚(正面)依次为栅极、漏极和源极。从栅极管脚上可以看出,IGBT和MOS管都属于绝缘栅型管,而IGBT的另2个管脚“集电极和发射极”显然和三极管的管脚相同。
综上,我们不难发现,IGBT其实就是MOS管和三级管的复合体,所以称为绝缘栅双极型晶体管,又称场效应三极管。IGBT充分利用了场效应管和三极管的优点,具有高电压、高输入阻抗、热稳定性好、电压驱动型、大电流等优点。
MOS管与IGBT的特点
我们知道MOS管和IGBT管都是电压型控制器件,它们的输入电阻都很高,所以栅极电流都很小,其驱动功率都小,驱动电路可以做的很简单。不同的是对于场效应(MOS)管来说,有的MOS管它的漏极D和源极S可以互换使用,在使用上比较灵活,而绝缘栅双极晶体管IGBT从制作结构来说要比MOS管复杂一些,从等效图可以看出,它可以等效一个由PNP三极管和增强型NMOS管组合而成的功率晶体管,如下图所示。
从使用实效上来看,IGBT在使用上有着更突出的优点,比如IGBT在导通工作时它的导通电流密度大,因为从等效电路看,它的主电路类似三极管,工作电流为集电极电流IC,它的工作电流一般是MOS管的数十倍,因此在电磁炉主电路和变频器主电路种常会用到IGBT管;第二个优点是,当IGBT导通工作后,它的导通电阻很低,在一定的芯片面积和电压下,IGBT的导通电阻只有MOS管的十分之一;因此可以通过高电压和大电流,比如在有的变频器上所用的IGBT可以承受上千伏的电压和上千安培的电流。
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