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¿Cuál es la diferencia entre el tubo MOS y el IGBT?
2022-03-17
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En los circuitos electrónicos, los tubos MOS y los IGBT son comunes, y ambos pueden utilizarse como elementos de conmutación. Los tubos MOS y los IGBT son similares en apariencia y parámetros característicos. Entonces, ¿por qué algunos circuitos utilizan tubos MOS y otros, IGBT?
Echemos un vistazo a la diferencia entre el tubo MOS y el tubo IGBT.
¿Qué es el tubo MOS?
Hay dos tipos principales de FET, FET de unión (JFET) y FET de puerta aislada (MOS). MOS es MOSFET, cuyo nombre completo es transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico en chino. Debido a que la puerta de este transistor de efecto de campo está aislada por una capa aislante, también se le llama transistor de efecto de campo de puerta aislada.
MOSFET se puede dividir en tipo de agotamiento de canal N y tipo de mejora; Tipo de agotamiento y tipo de mejora de la zanja P.
MOSFET种类与电路符号
Algunos MOSFET tienen un diodo en su interior, que es un diodo de cuerpo, un diodo parásito o un diodo de rueda libre.
Hay dos explicaciones sobre el papel de los diodos parásitos:
MOSFET tiene las características de alta impedancia de entrada, velocidad de conmutación rápida, buena estabilidad térmica, corriente de control de voltaje, etc. Puede usarse como amplificador, interruptor electrónico, etc. en circuitos.
IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), transistor bipolar de puerta aislada, es un dispositivo semiconductor compuesto formado por un transistor y un transistor MOS.
Como un nuevo tipo de dispositivo semiconductor electrónico, el IGBT tiene las características de alta impedancia de entrada, bajo consumo de energía para control de voltaje, circuito de control simple, resistencia a alto voltaje, alta tolerancia de corriente, etc., y es ampliamente utilizado en varios circuitos electrónicos.
Los símbolos de circuitos IGBT no están unificados hasta la fecha. Al dibujar el diagrama esquemático, generalmente se toman prestados los símbolos de triodo y tubo MOS.
En este punto, se puede determinar si se trata de un tubo IGBT o MOS a partir del modelo marcado en el diagrama esquemático. Asimismo, preste atención a si el IGBT tiene un diodo de cuerpo. Si no está marcado en la figura, no significa que no lo tenga. A menos que los datos oficiales indiquen instrucciones especiales, este diodo existe.
El diodo del cuerpo interno del IGBT no es parásito, sino que está configurado especialmente para proteger la frágil tensión de resistencia inversa del IGBT, también conocido como FWD (diodo de rueda libre).
No es difícil determinar si el IGBT contiene un diodo de cuerpo. Los polos C y E del IGBT se pueden medir con un multímetro. Si el IGBT está en buen estado y los valores de resistencia de los polos C y E medidos son infinitos, significa que no tiene diodo de cuerpo. El IGBT es muy adecuado para aplicaciones en campos como motores de CA, convertidores de frecuencia, fuentes de alimentación conmutadas, circuitos de iluminación, accionamientos de tracción, etc.
La estructura interna del tubo MOS y del tubo IGBT se muestra en la siguiente figura.
El IGBT se forma agregando una capa al drenaje del MOSFET. El circuito equivalente ideal del IGBT se muestra en la siguiente figura.
El IGBT es en realidad una combinación de MOSFET y transistor triodo. El MOSFET tiene la desventaja de una alta resistencia de encendido, pero el IGBT la supera y mantiene una baja resistencia de encendido a alto voltaje.
Además, la velocidad de IGBT y MOSFET con capacidad de potencia similar puede ser más lenta que la de MOSFET, porque hay un tiempo de espera de apagado de IGBT, y el tiempo muerto de IGBT se prolongará debido a su largo tiempo de espera de apagado, lo que afecta la frecuencia de conmutación.
En el circuito, la elección de un tubo MOS como tubo de conmutación de potencia o un tubo IGBT es un problema frecuente para los ingenieros. Si se consideran factores como el voltaje, la corriente y la potencia de conmutación del sistema, se pueden resumir los siguientes puntos:
En la siguiente figura también se puede observar que se utilizan las condiciones para ambos. El área sombreada indica que se pueden seleccionar tanto MOSFET como IGBT, y el símbolo "?" indica el nivel que el proceso actual no puede alcanzar.
En general, los MOSFET ofrecen buenas características de alta frecuencia, pudiendo operar a frecuencias de varios cientos de kHz y hasta MHz. Sin embargo, presentan las desventajas de una alta resistencia de encendido y un alto consumo de energía en situaciones de alta tensión y alta corriente. Sin embargo, los IGBT ofrecen un excelente rendimiento a baja frecuencia y alta potencia, con una baja resistencia de encendido y una alta tensión no disruptiva.
Echemos un vistazo a la diferencia entre el tubo MOS y el tubo IGBT.
¿Qué es el tubo MOS?
Hay dos tipos principales de FET, FET de unión (JFET) y FET de puerta aislada (MOS). MOS es MOSFET, cuyo nombre completo es transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico en chino. Debido a que la puerta de este transistor de efecto de campo está aislada por una capa aislante, también se le llama transistor de efecto de campo de puerta aislada.
MOSFET se puede dividir en tipo de agotamiento de canal N y tipo de mejora; Tipo de agotamiento y tipo de mejora de la zanja P.
MOSFET种类与电路符号 Algunos MOSFET tienen un diodo en su interior, que es un diodo de cuerpo, un diodo parásito o un diodo de rueda libre.
Hay dos explicaciones sobre el papel de los diodos parásitos:
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El diodo parásito de MOSFET se utiliza para evitar que el tubo MOS se queme cuando VDD tiene sobretensión, porque antes de que la sobretensión cause daños al tubo MOS, el diodo primero se rompe en reversa y la corriente grande va directamente a el suelo, evitando así que el tubo MOS se queme.
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Puede evitar que el tubo MOS se queme cuando la fuente y el drenaje del tubo MOS están conectados de forma inversa, y también puede proporcionar un camino para el voltaje inducido inverso cuando el circuito tiene voltaje inducido inverso, para evitar que el voltaje inducido inverso se rompiendo el tubo MOS.
MOSFET tiene las características de alta impedancia de entrada, velocidad de conmutación rápida, buena estabilidad térmica, corriente de control de voltaje, etc. Puede usarse como amplificador, interruptor electrónico, etc. en circuitos.
¿Qué es IGBT?
IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), transistor bipolar de puerta aislada, es un dispositivo semiconductor compuesto formado por un transistor y un transistor MOS.
Como un nuevo tipo de dispositivo semiconductor electrónico, el IGBT tiene las características de alta impedancia de entrada, bajo consumo de energía para control de voltaje, circuito de control simple, resistencia a alto voltaje, alta tolerancia de corriente, etc., y es ampliamente utilizado en varios circuitos electrónicos.
Los símbolos de circuitos IGBT no están unificados hasta la fecha. Al dibujar el diagrama esquemático, generalmente se toman prestados los símbolos de triodo y tubo MOS.
En este punto, se puede determinar si se trata de un tubo IGBT o MOS a partir del modelo marcado en el diagrama esquemático. Asimismo, preste atención a si el IGBT tiene un diodo de cuerpo. Si no está marcado en la figura, no significa que no lo tenga. A menos que los datos oficiales indiquen instrucciones especiales, este diodo existe.
El diodo del cuerpo interno del IGBT no es parásito, sino que está configurado especialmente para proteger la frágil tensión de resistencia inversa del IGBT, también conocido como FWD (diodo de rueda libre).
No es difícil determinar si el IGBT contiene un diodo de cuerpo. Los polos C y E del IGBT se pueden medir con un multímetro. Si el IGBT está en buen estado y los valores de resistencia de los polos C y E medidos son infinitos, significa que no tiene diodo de cuerpo. El IGBT es muy adecuado para aplicaciones en campos como motores de CA, convertidores de frecuencia, fuentes de alimentación conmutadas, circuitos de iluminación, accionamientos de tracción, etc.
Características estructurales del transistor MOS y del IGBT
La estructura interna del tubo MOS y del tubo IGBT se muestra en la siguiente figura.
El IGBT se forma agregando una capa al drenaje del MOSFET. El circuito equivalente ideal del IGBT se muestra en la siguiente figura.
El IGBT es en realidad una combinación de MOSFET y transistor triodo. El MOSFET tiene la desventaja de una alta resistencia de encendido, pero el IGBT la supera y mantiene una baja resistencia de encendido a alto voltaje.
Además, la velocidad de IGBT y MOSFET con capacidad de potencia similar puede ser más lenta que la de MOSFET, porque hay un tiempo de espera de apagado de IGBT, y el tiempo muerto de IGBT se prolongará debido a su largo tiempo de espera de apagado, lo que afecta la frecuencia de conmutación.
Elija tubo MOS o IGBT.
En el circuito, la elección de un tubo MOS como tubo de conmutación de potencia o un tubo IGBT es un problema frecuente para los ingenieros. Si se consideran factores como el voltaje, la corriente y la potencia de conmutación del sistema, se pueden resumir los siguientes puntos:
En la siguiente figura también se puede observar que se utilizan las condiciones para ambos. El área sombreada indica que se pueden seleccionar tanto MOSFET como IGBT, y el símbolo "?" indica el nivel que el proceso actual no puede alcanzar.
En general, los MOSFET ofrecen buenas características de alta frecuencia, pudiendo operar a frecuencias de varios cientos de kHz y hasta MHz. Sin embargo, presentan las desventajas de una alta resistencia de encendido y un alto consumo de energía en situaciones de alta tensión y alta corriente. Sin embargo, los IGBT ofrecen un excelente rendimiento a baja frecuencia y alta potencia, con una baja resistencia de encendido y una alta tensión no disruptiva.
MOSFET se utiliza en fuentes de alimentación conmutadas, balastos, calentamiento por inducción de alta frecuencia, máquinas de soldadura con inversor de alta frecuencia, fuentes de alimentación de comunicaciones y otros campos de suministro de energía de alta frecuencia; IGBT se usa ampliamente en máquinas de soldar, inversores, convertidores de frecuencia, fuentes de alimentación electrolíticas de galvanoplastia, calentamiento por inducción ultrasónica y otros campos.
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