Porównanie tranzystorów IGBT z tranzystorami MOSFET

W poście omówiono główne różnice między IGBT a urządzeniem MOSFeT. Dowiedzmy się więcej o faktach z poniższego artykułu.

Porównanie IGTB z tranzystorami MOSFET mocy

Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką charakteryzuje się znacznie niskim spadkiem napięcia w porównaniu z konwencjonalnym tranzystorem MOSFET w urządzeniach o wyższym napięciu blokującym.

Głębokość obszaru n-dryfu musi również rosnąć wraz ze wzrostem wartości znamionowej napięcia blokującego urządzeń IGBT i MOSFET, a spadek musi zostać zmniejszony, co skutkuje zależnością, która jest zależnością kwadratową, zmniejszeniem przewodzenia do przodu w stosunku do zdolność urządzenia do napięcia blokującego.

MosfetIGBT

Opór obszaru n-dryfu jest znacznie zmniejszony przez wprowadzenie dziur lub nośników mniejszościowych z obszaru p, który jest kolektorem, do obszaru n-dryfu podczas procesu przewodzenia do przodu.

Ale to zmniejszenie rezystancji obszaru n-dryfu na napięcie przewodzenia w stanie włączenia ma następujące właściwości:

Jak działa IGBT

Odwrotny przepływ prądu jest blokowany przez dodatkowe złącze PN. W związku z tym można wywnioskować, że tranzystory IGBT nie są w stanie przewodzić w odwrotnym kierunku, jak inne urządzenie, takie jak MOSFET.

W ten sposób dodatkowa dioda zwana diodą gaszącą jest umieszczana w obwodach mostkowych, w których istnieje potrzeba przepływu prądu wstecznego.

Diody te są umieszczone równolegle do urządzenia IGBT w celu przewodzenia prądu w odwrotnym kierunku. Kara w tym procesie nie była tak dotkliwa, jak zakładano na początku, ponieważ diody dyskretne zapewniają bardzo wysoką wydajność niż dioda korpusu MOSFET, ponieważ użycie IGBT jest dominujące przy wyższych napięciach.

Ocena odchylenia wstecznego obszaru n-dryfu do diody kolektora w obszarze p wynosi przeważnie dziesiątki woltów. Tak więc w tym przypadku należy zastosować dodatkową diodę, jeśli napięcie wsteczne jest przykładane przez aplikację obwodu do IGBT.

Nosiciele mniejszościowi poświęcają dużo czasu na wejście, wyjście lub ponowne połączenie, które są wstrzykiwane do obszaru n-dryfu przy każdym włączeniu i wyłączeniu. Skutkuje to zatem dłuższym czasem przełączania, a tym samym znacznymi stratami w przełączaniu w porównaniu z tranzystorem MOSFET mocy.

Spadek napięcia na etapie w kierunku do przodu w urządzeniach IGBT wykazuje bardzo odmienny wzorzec zachowania w porównaniu z urządzeniami mocy MOSFET-ów.

Jak działają mosfety

Spadek napięcia na tranzystorze MOSFET można łatwo zamodelować w postaci rezystancji, przy czym spadek napięcia jest proporcjonalny do prądu. W przeciwieństwie do tego w urządzeniach IGBT występuje spadek napięcia w postaci diody (przeważnie w zakresie 2V), który rośnie tylko w odniesieniu do logarytmu prądu.

W przypadku napięcia blokującego o mniejszym zakresie rezystancja MOSFET-a jest niższa, co oznacza, że ​​wybór i wybór między urządzeniami IGBT i tranzystorów mocy opiera się na napięciu blokującym i prądzie, który jest zaangażowany w dowolną konkretną aplikację wraz z różne różne cechy przełączania, które zostały wymienione powyżej.

IGBT jest lepszy niż Mosfet do zastosowań wysokoprądowych

Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia IGBT są preferowane ze względu na wysoki prąd, wysokie napięcie i niskie częstotliwości przełączania, podczas gdy z drugiej strony urządzenia MOSFET są najbardziej preferowane ze względu na właściwości, takie jak niskie napięcie, wysokie częstotliwości przełączania i niski prąd.

Przez Surbhi Prakash