ما هو الفرق بين أنبوب MOS وIGBT؟

الصفحة الرئيسية أخبار تسليط الضوء اليومي ما هو الفرق بين أنبوب MOS وIGBT؟

2022-03-17 1323

في الدوائر الإلكترونية، تُستخدم أنابيب MOS وأنابيب IGBT بكثرة، ويمكن استخدامهما كعناصر تبديل. تتشابه أنابيب MOS وأنابيب IGBT في المظهر والمعايير المميزة. فلماذا تستخدم بعض الدوائر أنابيب MOS بينما تستخدم أخرى أنابيب IGBT؟

دعونا نلقي نظرة على الفرق بين أنبوب MOS وأنبوب IGBT.

ما هو أنبوب MOS؟

هناك نوعان رئيسيان من ترانزستورات تأثير المجال (FET): ترانزستور تأثير المجال الوصلي (JFET) وترازستور تأثير المجال ذو البوابة المعزولة (MOS). MOS هو ترانزستور تأثير المجال (MOSFET)، واسمه الكامل بالصينية هو ترانزستور تأثير المجال شبه الموصل المصنوع من أكسيد المعدن. ولأن بوابة ترانزستور تأثير المجال هذا معزولة بطبقة عازلة، يُطلق عليه أيضًا ترانزستور تأثير المجال ذو البوابة المعزولة.

يمكن تقسيم MOSFET إلى نوع استنزاف القناة N ونوع التعزيز؛ ونوع استنزاف الخندق P ونوع التعزيز.
MOSFET جهاز كمبيوتر شخصي
تحتوي بعض ترانزستورات MOSFET على صمام ثنائي في داخلها، وهو عبارة عن صمام ثنائي للجسم، أو صمام ثنائي طفيلي أو صمام ثنائي حر الحركة.

هناك تفسيران حول دور الثنائيات الطفيلية:

يتم استخدام الصمام الثنائي الطفيلي لـ MOSFET لمنع احتراق أنبوب MOS عندما يكون VDD فوق الجهد، لأنه قبل أن يتسبب الجهد الزائد في إتلاف أنبوب MOS، ينكسر الصمام الثنائي أولاً في الاتجاه المعاكس، ويذهب التيار الكبير مباشرة إلى الأرض، وبالتالي منع احتراق أنبوب MOS.
يمكن أن يمنع أنبوب MOS من الاحتراق عندما يكون مصدر ومصرف أنبوب MOS متصلين بشكل عكسي، ويمكنه أيضًا توفير مسار للجهد المستحث العكسي عندما يكون للدائرة جهد مستحث عكسي، وذلك لمنع الجهد المستحث العكسي من اختراق أنبوب MOS.

يتميز MOSFET بخصائص مقاومة الإدخال العالية وسرعة التبديل السريعة والاستقرار الحراري الجيد وتيار التحكم في الجهد وما إلى ذلك. ويمكن استخدامه كمضخم ومفتاح إلكتروني وما إلى ذلك في الدوائر.

ما هو IGBT؟

IGBT (ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة)، ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة، هو جهاز شبه موصل مركب يتكون من ترانزستور وترانزستور MOS.

باعتباره نوعًا جديدًا من الأجهزة الإلكترونية شبه الموصلة، يتميز IGBT بخصائص مقاومة الإدخال العالية، واستهلاك الطاقة المنخفض للتحكم في الجهد، ودائرة التحكم البسيطة، ومقاومة الجهد العالي، والتسامح العالي للتيار وما إلى ذلك، ويُستخدم على نطاق واسع في الدوائر الإلكترونية المختلفة.

رموز دوائر IGBT غير موحدة حتى الآن. عند رسم المخطط التخطيطي، عادةً ما تُستعار رموز الصمام الثلاثي وأنبوب MOS.
في هذه المرحلة، يُمكن تحديد ما إذا كان أنبوب IGBT أم MOS من النموذج المُشار إليه في الرسم التخطيطي. وفي الوقت نفسه، يُرجى الانتباه إلى وجود صمام ثنائي جسمي في أنبوب IGBT. إذا لم يكن مُشارًا إليه في الرسم التخطيطي، فهذا لا يعني عدم وجوده. ما لم تتضمن البيانات الرسمية تعليمات خاصة، فهذا الصمام الثنائي موجود.

إن الصمام الثنائي الداخلي لـ IGBT ليس طفيليًا، بل تم ضبطه خصيصًا لحماية الجهد العكسي الهش لـ IGBT، والمعروف أيضًا باسم FWD (الصمام الثنائي الحر).

ليس من الصعب تحديد وجود صمام ثنائي داخل IGBT. يمكن قياس قطبي C وE باستخدام مقياس متعدد. إذا كان IGBT سليمًا وكانت قيم مقاومة قطبي C وE المقاسة لا نهائية، فهذا يعني أن IGBT لا يحتوي على صمام ثنائي. يُعد IGBT مناسبًا جدًا للاستخدام في مجالات مثل محركات التيار المتردد، ومحولات التردد، وأنظمة تحويل الطاقة، ودوائر الإضاءة، ومحركات الجر، وغيرها.

الخصائص البنيوية للترانزستور MOS و IGBT

يظهر الهيكل الداخلي لأنبوب MOS وأنبوب IGBT في الشكل التالي.

يتم تشكيل IGBT عن طريق إضافة طبقة إلى مصرف MOSFET. تظهر الدائرة المكافئة المثالية لـ IGBT في الشكل التالي.
IGBT هو في الواقع مزيج من MOSFET وترانزستور ثلاثي القطب. يعيب MOSFET مقاومة التشغيل العالية، لكن IGBT يتغلب على هذه المشكلة، ويظل IGBT يتمتع بمقاومة تشغيل منخفضة عند الجهد العالي.

بالإضافة إلى ذلك، قد تكون سرعة IGBT وMOSFET ذات سعة الطاقة المماثلة أبطأ من سرعة MOSFET، لأن هناك وقت إيقاف تشغيل لـ IGBT، وسوف يطول وقت توقف IGBT بسبب وقت إيقاف تشغيله الطويل، وبالتالي يؤثر على تردد التبديل.

اختر أنبوب MOS أو IGBT.

في الدوائر الكهربائية، يُعدّ اختيار أنبوب MOS كصمام تبديل طاقة أو أنبوب IGBT مشكلةً شائعةً يواجهها المهندسون. بمراعاة عوامل مثل الجهد والتيار وقدرة التبديل في النظام، يُمكن تلخيص النقاط التالية:

يتضح من الشكل التالي أيضًا استخدام شروط كليهما. تشير المنطقة المظللة إلى إمكانية اختيار كلٍّ من MOSFET و IGBT، بينما تشير علامة "?" إلى المستوى الذي لا يمكن للعملية الحالية الوصول إليه.

بشكل عام، يتميز ترانزستور MOSFET بخصائص ترددات عالية جيدة، حيث يمكنه العمل بترددات تتراوح بين مئات الكيلوهرتز وحتى ميغاهرتز، إلا أن له عيوبًا تتمثل في مقاومة تشغيل عالية واستهلاك طاقة مرتفع في ظروف الجهد والتيار العاليين. مع ذلك، يتميز ترانزستور IGBT بأداء ممتاز عند الترددات المنخفضة والطاقة العالية، مع مقاومة تشغيل منخفضة وجهد تحمل عالي.

يتم استخدام MOSFET في إمداد الطاقة التبديلية، الصابورة، التسخين الحثي عالي التردد، آلة لحام العاكس عالي التردد، إمداد الطاقة للاتصالات وغيرها من مجالات إمداد الطاقة عالية التردد؛ يتم استخدام IGBT على نطاق واسع في آلة اللحام، العاكس، محول التردد، إمداد الطاقة الكهربائي الكهربائي، التسخين الحثي بالموجات فوق الصوتية وغيرها من المجالات.

حصلت شركة Slkor Micro Semiconductor على براءة اختراع جديدة لنموذج منفعة لجهاز تسخين الثايرستور

لتالي

تقدم شركة Slkor عشرين طرازًا شائعًا مجانًا – تغتنم الفرصة للاستبدال المحلي