Perbezaan antara IGBT dan MOSFET

Transistor bipolar adalah satu -satunya transistor kuasa sebenar yang digunakan sehingga MOSFET yang sangat efisien datang pada awal tahun 1970 -an. BJT telah melalui peningkatan penting prestasi elektriknya sejak penubuhannya pada akhir 1947 dan masih banyak digunakan dalam litar elektronik. Transistor bipolar mempunyai ciri-ciri giliran yang agak perlahan dan mereka mempamerkan pekali suhu negatif yang mungkin mengakibatkan kerosakan sekunder. MOSFET, bagaimanapun, adalah peranti yang dikawal voltan dan bukannya dikawal semasa. Mereka mempunyai pekali suhu positif untuk rintangan yang menghentikan pelarian terma dan akibatnya pecahan sekunder tidak berlaku. Kemudian, IGBTS masuk ke dalam gambar pada akhir 1980 -an. IGBT pada dasarnya adalah salib antara transistor bipolar dan MOSFET dan juga dikawal voltan seperti MOSFET. Artikel ini menyoroti beberapa perkara utama yang membandingkan kedua -dua peranti.

Apa itu MOSFET?

MOSFET, pendek untuk "transistor kesan medan semikonduktor logam oksida", adalah jenis khas kesan medan transistor yang digunakan secara meluas dalam litar bersepadu yang sangat besar, berkat struktur canggih dan impedans input yang tinggi. Ini adalah peranti semikonduktor empat terminal yang mengawal isyarat analog dan digital. Pintu terletak di antara sumber dan longkang dan terlindung oleh lapisan nipis oksida logam yang menghalang arus dari mengalir di antara pintu dan saluran. Teknologi ini kini digunakan dalam semua jenis peranti semikonduktor untuk menguatkan isyarat lemah.

Apa itu IGBT?

IGBT, bermaksud "Transistor Bipolar Gate bertebat", adalah peranti semikonduktor tiga terminal yang menggabungkan keupayaan membawa semasa transistor bipolar dengan kemudahan kawalan MOSFET. Mereka adalah peranti yang agak baru dalam elektronik kuasa yang biasanya digunakan sebagai suis elektronik dalam pelbagai aplikasi, dari aplikasi kuasa tinggi hingga ultra tinggi seperti bekalan kuasa mod beralih (SMPS). Strukturnya hampir sama dengan MOSFET kecuali tambahan substrat P di bawah substrat N.

Perbezaan antara IGBT dan MOSFET

1. Asas IGBT dan MOSFET

IGBT bermaksud transistor bipolar bertebat, sedangkan MOSFET adalah pendek untuk transistor kesan medan semikonduktor logam-oksida. Walaupun, kedua-duanya adalah peranti semikonduktor yang dikawal oleh voltan yang berfungsi dengan baik dalam aplikasi bekalan kuasa mod suis (SMPS), IGBTs menggabungkan keupayaan pengendalian semasa semasa transistor bipolar dengan kemudahan kawalan MOSFET. IGBTS adalah penjaga pintu semasa yang menggabungkan kelebihan BJT dan MOSFET untuk digunakan dalam bekalan kuasa dan litar kawalan motor. MOSFET adalah jenis khas transistor kesan medan di mana voltan yang digunakan menentukan kekonduksian peranti.

2. Prinsip kerja IGBT dan MOSFET

IGBT pada dasarnya adalah peranti MOSFET yang mengawal transistor kuasa persimpangan bipolar dengan kedua -dua transistor yang diintegrasikan pada sekeping silikon tunggal, sedangkan MOSFET adalah GATE FET yang paling biasa, yang paling sering direka oleh pengoksidaan terkawal silikon. MOSFET umumnya berfungsi secara elektronik yang mengubah lebar saluran oleh voltan pada elektrod yang dipanggil pintu gerbang yang terletak di antara sumber dan longkang, dan dilindungi oleh lapisan nipis silikon oksida. MOSFET boleh berfungsi dalam dua cara: mod pengurangan dan mod peningkatan.

3. Impedans input IGBT dan MOSFET

IGBT adalah peranti bipolar yang dikawal oleh voltan dengan impedans input yang tinggi dan keupayaan pengendalian semasa yang besar dari transistor bipolar. Mereka boleh mudah dikawal berbanding dengan peranti terkawal semasa dalam aplikasi semasa yang tinggi. MOSFETS memerlukan hampir tidak ada arus input untuk mengawal arus beban yang menjadikan mereka lebih rintangan di terminal pintu, terima kasih kepada lapisan pengasingan antara pintu dan saluran. Lapisan diperbuat daripada silikon oksida yang merupakan salah satu penebat terbaik yang digunakan. Ia dengan cekap menghalang voltan yang digunakan dengan pengecualian arus kebocoran kecil.

4. Rintangan kerosakan

MOSFET lebih mudah terdedah kepada pelepasan elektrostatik (ESD) kerana impedans input tinggi teknologi MOS dalam MOSFET tidak akan membenarkan pertuduhan untuk menghilangkan dengan cara yang lebih terkawal. Penebat oksida silikon tambahan mengurangkan kapasitans pintu gerbang yang menjadikannya terdedah terhadap pancang voltan yang sangat tinggi tidak dapat dielakkan merosakkan komponen dalaman. MOSFET sangat sensitif terhadap ESD. IGBT Generasi Ketiga menggabungkan ciri-ciri pemacu voltan MOSFET dengan keupayaan rintangan rendah transistor bipolar, sehingga menjadikan mereka sangat bertoleransi terhadap beban dan pancang voltan.

5. Aplikasi IGBT dan MOSFET

Peranti MOSFET digunakan secara meluas untuk menukar dan menguatkan isyarat elektronik dalam peranti elektronik, biasanya untuk aplikasi bunyi yang tinggi. Permohonan MOSFET yang paling banyak adalah dalam bekalan kuasa mod suis, ditambah dengan mereka boleh digunakan dalam penguat Kelas D. Mereka adalah transistor kesan medan yang paling biasa dan boleh digunakan dalam kedua -dua litar analog dan digital. IGBTS, sebaliknya, digunakan dalam aplikasi medium hingga ultra tinggi seperti bekalan kuasa mod suis, pemanasan induksi, dan kawalan motor daya tarikan. Ia digunakan sebagai komponen penting dalam peralatan moden seperti kereta elektrik, balast lampu, dan VFD (pemacu kekerapan berubah -ubah).

IGBT vs. MOSFET: Carta Perbandingan

Ringkasan IGBT vs. MOSFET

Walaupun kedua-dua IGBT dan MOSFET adalah peranti semikonduktor yang dikawal voltan terutamanya digunakan untuk menguatkan isyarat yang lemah, IGBTs menggabungkan keupayaan rintangan rendah transistor bipolar dengan ciri-ciri pemacu voltan MOSFET. Dengan percambahan pilihan antara kedua -dua peranti, semakin sukar untuk memilih peranti terbaik berdasarkan aplikasi mereka sahaja. MOSFET adalah peranti semikonduktor empat terminal, sedangkan IGBT adalah peranti tiga terminal yang merupakan salib antara transistor bipolar dan MOSFET yang menjadikan mereka sangat toleran terhadap pelepasan elektrostatik dan beban.