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MOS管和IGBT的區(qū)別體現(xiàn)在哪

發(fā)布時(shí)間:2022-03-17作者來(lái)源:薩科微瀏覽:1612

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  在電子電路中,MOS管IGBT管會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),它們都可以作為開(kāi)關(guān)元件來(lái)使用,MOS管IGBT管在外形及特性參數(shù)也比較相似。那為什么有些電路用MOS管,而有些電路用IGBT管?  
  下面我們就來(lái)了解一下,MOS管IGBT管到底有什么區(qū)別吧!  
                 

什么是MOS管


   場(chǎng)效應(yīng)管主要有兩種類(lèi)型,分別是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)。  
  MOS管即MOSFET,中文全稱(chēng)是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,由于這種場(chǎng)效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。  
  55.jpg  
  MOSFET又可分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。  
  66.jpg   MOSFET種類(lèi)與電路符號(hào)  
  有的MOSFET內(nèi)部會(huì)有個(gè)二極管,這是體二極管,或者叫寄生二極管、續(xù)流二極管。  
  關(guān)于寄生二極管的作用,有兩種解釋?zhuān)?/strong>  
  • MOSFET的寄生二極管,作用是防止VDD過(guò)壓的情況下,燒壞MOS管,因?yàn)樵谶^(guò)壓對(duì)MOS管造成破壞之前,二極管先反向擊穿,將大電流直接到地,從而避免MOS管被燒壞。
  • 防止MOS管的源極和漏極反接時(shí)燒壞MOS管,也可以在電路有反向感生電壓時(shí),為反向感生電壓提供通路,避免反向感生電壓擊穿MOS管。

  MOSFET具有輸入阻抗高、開(kāi)關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開(kāi)關(guān)等用途。  
                 

什么是IGBT


  IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由晶體三極管MOS管組成的復(fù)合型半導(dǎo)體器件。    
  IGBT作為新型電子半導(dǎo)體器件,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡(jiǎn)單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電子電路中獲得極廣泛的應(yīng)用。  
  77.jpg  
  IGBT的電路符號(hào)至今并未統(tǒng)一,畫(huà)原理圖時(shí)一般是借用三極管、MOS管的符號(hào),這時(shí)可以從原理圖上標(biāo)注的型號(hào)來(lái)判斷是IGBT還是MOS管。  
  同時(shí)還要注意IGBT有沒(méi)有體二極管,圖上沒(méi)有標(biāo)出并不表示一定沒(méi)有,除非官方資料有特別說(shuō)明,否則這個(gè)二極管都是存在的。  
  圖片  
  IGBT內(nèi)部的體二極管并非寄生的,而是為了保護(hù)IGBT脆弱的反向耐壓而特別設(shè)置的,又稱(chēng)為FWD(續(xù)流二極管)。  
  判斷IGBT內(nèi)部是否有體二極管也并不困難,可以用萬(wàn)用表測(cè)量IGBT的C極和E極,如果IGBT是好的,C、E兩極測(cè)得電阻值無(wú)窮大,則說(shuō)明IGBT沒(méi)有體二極管。  
  IGBT非常適合應(yīng)用于如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。  
                 

MOS管IGBT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)


   MOS管IGBT管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。  
  44.jpg  
  IGBT是通過(guò)在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。  
  IGBT的理想等效電路如下圖所示,IGBT實(shí)際就是MOSFET和晶體管三極管的組合,MOSFET存在導(dǎo)通電阻高的缺點(diǎn),但IGBT克服了這一缺點(diǎn),在高壓時(shí)IGBT仍具有較低的導(dǎo)通電阻。   55.jpg  
  另外,相似功率容量的IGBT和MOSFET,IGBT的速度可能會(huì)慢于MOSFET,因?yàn)?a target="_blank" title="IGBT" href="/products/igbt-single-tube.html">IGBT存在關(guān)斷拖尾時(shí)間,由于IGBT關(guān)斷拖尾時(shí)間長(zhǎng),死區(qū)時(shí)間也要加長(zhǎng),從而會(huì)影響開(kāi)關(guān)頻率。  
                 

選擇MOS管還是IGBT


   在電路中,選用MOS管作為功率開(kāi)關(guān)管還是選擇IGBT管,這是工程師常遇到的問(wèn)題,如果從系統(tǒng)的電壓、電流、切換功率等因素作為考慮,可以總結(jié)出以下幾點(diǎn):  
 

66.jpg


  也可從下圖看出兩者使用的條件,陰影部分區(qū)域表示MOSFET和IGBT都可以選用,“?”表示當(dāng)前工藝還無(wú)法達(dá)到的水平。  
  77.jpg  
  總的來(lái)說(shuō),MOSFET優(yōu)點(diǎn)是高頻特性好,可以工作頻率可以達(dá)到幾百kHz、上MHz,缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻大在高壓大電流場(chǎng)合功耗較大;而IGBT在低頻及較大功率場(chǎng)合下表現(xiàn)卓越,其導(dǎo)通電阻小,耐壓高。  
  MOSFET應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、高頻感應(yīng)加熱、高頻逆變焊機(jī)、通信電源等等高頻電源領(lǐng)域;IGBT集中應(yīng)用于焊機(jī)、逆變器、變頻器、電鍍電解電源、超音頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域。


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