Skirtumas tarp IGBT ir MOSFET

Bipoliniai tranzistoriai buvo vienintelis tikrasis galios tranzistorius, naudojamas tol, kol aštuntojo dešimtmečio pradžioje atsirado labai veiksmingi MOSFET. Nuo pat įkūrimo 1947 m. Pabaigoje BJT patobulino savo elektrines savybes ir vis dar plačiai naudojamas elektroninėse grandinėse. Bipoliniai tranzistoriai pasižymi palyginti lėtomis išjungimo charakteristikomis ir turi neigiamą temperatūros koeficientą, kuris gali sukelti antrinį skilimą. Tačiau MOSFET yra įrenginiai, valdomi įtampos, o ne srovės. Jie turi teigiamą temperatūros atsparumo koeficientą, kuris sustabdo šiluminį išbėgimą, todėl antrinis skilimas neįvyksta. Tada IGBT pateko į vaizdą devintojo dešimtmečio pabaigoje. IGBT iš esmės yra kryžminis ryšys tarp bipolinių tranzistorių ir MOSFET, taip pat yra valdomas įtampos, kaip ir MOSFET. Šiame straipsnyje išryškinami keli pagrindiniai dalykai, lyginantys du įrenginius.

Kas yra MOSFET?

MOSFET, trumpai apibūdinamas kaip „metalo oksido puslaidininkinis lauko efekto tranzistorius“, yra ypatingas lauko efekto tranzistorių tipas, plačiai naudojamas labai didelio masto integruotose grandinėse dėl savo sudėtingos struktūros ir didelės įėjimo varžos. Tai keturių galų puslaidininkinis įtaisas, valdantis tiek analoginius, tiek skaitmeninius signalus. Vartai yra tarp šaltinio ir kanalizacijos ir yra izoliuojami plonu metalo oksido sluoksniu, kuris neleidžia srovei tekėti tarp vartų ir kanalo. Ši technologija dabar naudojama visų rūšių puslaidininkiniuose įtaisuose silpniems signalams stiprinti.

Kas yra IGBT?

IGBT reiškia „izoliuotus vartų bipolinius tranzistorius“ - tai trijų galų puslaidininkinis įtaisas, suderinantis bipolinio tranzistoriaus dabartinę savybę ir lengvą MOSFET valdymą. Tai yra palyginti naujas galios elektronikos prietaisas, paprastai naudojamas kaip elektroninis jungiklis įvairiose srityse, pradedant nuo vidutinės ir ypač didelės galios programų, tokių kaip maitinimo šaltiniai perjungimo režimu (SMPS). Jo struktūra yra beveik identiška MOSFET struktūrai, išskyrus papildomą p substratą po n substrato.

Skirtumas tarp IGBT ir MOSFET

1. Pagrindiniai IGBT ir MOSFET

IGBT žymi bipolinį tranzistorių su izoliuotais vartais, o MOSFET - metalo oksido puslaidininkio lauko efekto tranzistorių. Nors abu yra įtampa valdomi puslaidininkiniai įtaisai, kurie geriausiai veikia perjungimo režimo maitinimo šaltiniuose (SMPS), IGBT suderina bipolinių tranzistorių aukštos srovės valdymo galimybes ir lengvą MOSFET valdymą. IGBT yra srovės sargybiniai, jungiantys BJT ir MOSFET pranašumus, naudojant juos maitinimo ir variklio valdymo grandinėse. MOSFET yra specialus lauko efekto tranzistoriaus tipas, kuriame taikoma įtampa lemia prietaiso laidumą.

2. IGBT ir MOSFET darbo principas

IGBT iš esmės yra MOSFET įrenginys, valdantis bipolinį jungiamąjį galios tranzistorių, kuriame abu tranzistoriai yra integruoti ant vieno silicio gabalo, tuo tarpu MOSFET yra labiausiai paplitęs izoliuotų vartų FET, dažniausiai pagamintas kontroliuojamo silicio oksidacijos būdu. Paprastai MOSFET veikia elektroniniu būdu keičiant kanalo plotį pagal elektrodo, vadinamo vartais, kuris yra tarp šaltinio ir kanalizacijos, įtampą ir yra izoliuotas plonu silicio oksido sluoksniu. MOSFET gali veikti dviem būdais: išeikvojimo ir patobulinimo režimais.

3. Įvesties IGBT ir MOSFET varža

IGBT yra įtampa kontroliuojamas bipolinis įtaisas, turintis didelę įėjimo varžą ir didelę bipolinio tranzistoriaus galią valdyti srovę. Juos gali būti lengva valdyti, palyginti su šiuo metu kontroliuojamais prietaisais, naudojančiais didelę srovę. MOSFET beveik nereikia įvesties srovės, kad būtų galima valdyti apkrovos srovę, todėl jie yra labiau atsparūs vartų gnybtui, nes yra izoliacinis sluoksnis tarp vartų ir kanalo. Sluoksnis pagamintas iš silicio oksido, kuris yra vienas iš geriausių naudojamų izoliatorių. Tai efektyviai blokuoja taikomą įtampą, išskyrus mažą nuotėkio srovę.

4. Atsparumas pažeidimams

MOSFET yra jautresni elektrostatiniam išlydžiui (ESD), nes didelis MOS technologijos įvesties varža MOSFET neleis krūviui išsisklaidyti labiau kontroliuojamu būdu. Papildomas silicio oksido izoliatorius sumažina vartų talpą, todėl jie yra pažeidžiami nuo labai aukštos įtampos šuolių, neišvengiamai pažeisdami vidinius komponentus. MOSFET yra labai jautrūs ESD. Trečiosios kartos IGBT suderina MOSFET įtampos pavaros charakteristikas ir mažą bipolinio tranzistoriaus atsparumą, todėl jie yra ypač tolerantiški perkrovų ir įtampos šuolių atžvilgiu..

5. IGBT ir MOSFET programos

„MOSFET“ prietaisai yra plačiai naudojami perjungiant ir stiprinant elektroninius signalus elektroniniuose įrenginiuose, paprastai esant dideliems triukšmo atvejams. Labiausiai MOSFET naudojama jungiklinio maitinimo šaltiniuose, be to, juos galima naudoti D klasės stiprintuvuose. Jie yra labiausiai paplitęs lauko efekto tranzistorius ir gali būti naudojami tiek analoginėse, tiek skaitmeninėse grandinėse. IGBT, kita vertus, yra naudojami vidutinio ir ypač didelio galingumo programose, tokiose kaip jungiklio režimo maitinimas, indukcinis šildymas ir traukos variklio valdymas. Jis naudojamas kaip gyvybiškai svarbus komponentas šiuolaikiniuose prietaisuose, tokiuose kaip elektromobiliai, lempų balastai ir VFD (kintamo dažnio pavaros).

IGBT ir MOSFET: palyginimo diagrama

IGBT versijos santrauka MOSFETAS

Nors tiek IGBT, tiek MOSFET yra įtampos kontroliuojami puslaidininkiniai įtaisai, daugiausia naudojami silpniems signalams stiprinti, IGBT suderina bipolinio tranzistoriaus mažą atsparumą atsparumui ir MOSFET įtampos pavaros charakteristikas. Gausėjant pasirinkimui tarp dviejų įrenginių, tampa vis sunkiau išsirinkti geriausią įrenginį remiantis vien jų programomis. MOSFET yra keturių galų puslaidininkinis įtaisas, tuo tarpu IGBT yra trijų galų įtaisas, esantis kryžminiu būdu tarp bipolinio tranzistoriaus ir MOSFET, todėl jie yra ypač tolerantiški elektrostatiniam išlydžiui ir perkrovai..