מה ההבדל בין MOS tube ל-IGBT?

עמוד הבית חדשות גולת הכותרת היומית מה ההבדל בין MOS tube ל-IGBT?

2022-03-17 1322

במעגלים אלקטרוניים, מופיעים לעתים קרובות שפופרות MOS ושפופרות IGBT, ושניהם יכולים לשמש כאלמנטים של מיתוג. שפופרות MOS ושפופרות IGBT דומות במראה ובפרמטרים האופייניים. אז מדוע חלק מהמעגלים משתמשים בשפופרות MOS וחלק מהמעגלים משתמשים בשפופרות IGBT?

בואו נסתכל על ההבדל בין שפופרת MOS לשפופרת IGBT.

מה זה צינור MOS?

ישנם שני סוגים עיקריים של טרנזיסטורי FET, טרנזיסטור FET מסוג צומת (JFET) וטרנזיסטור FET מסוג שער מבודד (MOS). MOS הוא טרנזיסטור MOSFET, ששמו המלא בסינית הוא טרנזיסטור אפקט שדה מסוג מתכת-אוקסיד למחצה (metal-oxide field effect transistor) . מכיוון ששער הטרנזיסטור מבודד על ידי שכבת בידוד, הוא נקרא גם טרנזיסטור אפקט שדה מבודד (inbedled gate effect transistor).

ניתן לחלק את טרנזיסטורי ה-MOSFET לסוג דלדול ערוץ N וסוג שיפור; סוג דלדול תעלת P וסוג שיפור.
MOSFET种类与电路符号
לחלק מרכיבי ה-MOSFET יש דיודה בפנים, שהיא דיודת גוף, או דיודה טפילית או דיודת גלגל חופשי.

ישנם שני הסברים לגבי תפקידן של דיודות טפיליות:

הדיודה הטפילית של MOSFET משמשת למניעת שריפת צינור ה-MOS כאשר מתח היתר של ה-VDD נגרמת, מכיוון שלפני שמתח היתר גורם נזק לצינור ה-MOS, הדיודה מתפרקת תחילה בכיוון ההפוך, והזרם הגדול עובר ישירות לקרקע, ובכך מונעת שריפת צינור ה-MOS.
זה יכול למנוע את שריפת צינור MOS כאשר המקור והניקוז של צינור ה-MOS מחוברים הפוך, ויכול גם לספק נתיב למתח המושרה לאחור כאשר למעגל יש מתח מושרה הפוך, כדי למנוע את המתח המושרה הפוכה פורץ דרך צינור MOS.

ל-MOSFET יש מאפיינים של עכבת קלט גבוהה, מהירות מיתוג מהירה, יציבות תרמית טובה, זרם בקרת מתח וכו'. ניתן להשתמש בו כמגבר, מתג אלקטרוני וכו' במעגלים.

מה זה IGBT?

IGBT (טרנזיסטור דו-קוטבי מבודד שער), טרנזיסטור דו-קוטבי מבודד שער, הוא התקן מוליך למחצה מורכב המורכב מטרנזיסטור וטרנזיסטור MOS.

כסוג חדש של התקן מוליך למחצה אלקטרוני, ל-IGBT יש מאפיינים של עכבת קלט גבוהה, צריכת חשמל נמוכה לבקרת מתח, מעגל בקרה פשוט, התנגדות מתח גבוהה, סבילות זרם גבוהה וכן הלאה, והוא נמצא בשימוש נרחב במעגלים אלקטרוניים שונים.

סמלי המעגל של IGBT אינם מאוחדים עד כה. בעת ציור תרשים סכמטי, בדרך כלל מושאלים הסמלים של טריודה ושפופרת MOS.
בשלב זה, ניתן לשפוט האם מדובר בצינור IGBT או MOS לפי הדגם המסומן בתרשים הסכמטי. במקביל, שימו לב האם ל-IGBT יש דיודה פנימית. אם זה לא מסומן באיור, זה לא אומר שאין. אלא אם כן לנתונים הרשמיים יש הוראות מיוחדות, דיודה זו קיימת.

דיודת הגוף הפנימית של IGBT אינה טפילית, אלא מוגדרת במיוחד כדי להגן על מתח העמידה ההפוך השברירי של IGBT, המכונה גם FWD (דיודה חופשית).

לא קשה לשפוט האם יש דיודת גוף בתוך ה-IGBT. ניתן למדוד את קטבי C ו-E של ה-IGBT באמצעות רב-מודד. אם ה-IGBT טוב וערכי ההתנגדות של קטבי C ו-E הנמדדים הם אינסופיים, פירוש הדבר של-IGBT אין דיודת גוף. IGBT מתאים מאוד ליישומים בתחומים כמו מנוע AC, ממירי תדר, ספקי כוח ממותגים, מעגלי תאורה, הנעת גרירה וכו'.

מאפיינים מבניים של טרנזיסטור MOS ו-IGBT

המבנה הפנימי של צינור MOS וצינור IGBT מוצג באיור הבא.

IGBT נוצר על ידי הוספת שכבה לזרימה של MOSFET. המעגל המקביל האידיאלי של IGBT מוצג באיור הבא.
IGBT הוא למעשה שילוב של MOSFET וטריודה טרנזיסטור. ל-MOSFET יש חיסרון של התנגדות הפעלה גבוהה, אך IGBT מתגבר על חיסרון זה, ול-IGBT עדיין יש התנגדות הפעלה נמוכה במתח גבוה.

בנוסף, מהירות ה-IGBT וה-MOSFET בעלי קיבולת הספק דומה עשויה להיות איטית יותר מזו של MOSFET, מכיוון שיש זמן כיבוי אחורי של IGBT, וזמן ה"מת" של IGBT יתארך עקב זמן הכיבוי הארוך שלו, ובכך ישפיע על תדר המיתוג.

בחר שפופרת MOS או IGBT.

במעגל, האם לבחור צינור MOS כצינור מתג הפעלה או צינור IGBT היא בעיה שמהנדסים נתקלים בה לעתים קרובות. אם לוקחים בחשבון גורמים כמו מתח, זרם והספק מיתוג של המערכת, ניתן לסכם את הנקודות הבאות:

ניתן לראות גם מהאיור הבא שהתנאים עבור שניהם משמשים. האזור המוצלל מציין שניתן לבחור גם MOSFET וגם IGBT, "?" מציין את הרמה שהתהליך הנוכחי אינו יכול להגיע אליה.

באופן כללי, ל-MOSFET יתרונות של מאפייני תדר גבוה טובים, שיכולים לעבוד בתדר של כמה מאות קילו-הרץ ועד מגה-הרץ, אך חסרונותיהם כוללים התנגדות הפעלה גדולה וצריכת הספק גבוהה במצבי מתח גבוה וזרם גבוה. עם זאת, ל-IGBT ביצועים מצוינים בתדר נמוך ובהספק גבוה, עם התנגדות הפעלה קטנה ומתח עמידה גבוה.

טרנזיסטורי MOSFET משמשים בספקי כוח ממותגים, נטלים, חימום אינדוקציה בתדר גבוה, מכונת ריתוך ממיר בתדר גבוה, ספקי כוח לתקשורת ותחומים אחרים של אספקת כוח בתדר גבוה; IGBT נמצא בשימוש נרחב במכונת ריתוך, ממיר, ממירי תדר, ספקי כוח אלקטרוליטיים אלקטרוליטיים, חימום אינדוקציה אולטרסאונד ותחומים אחרים.

Slkor Micro Semiconductor קיבלה פטנט חדש על מודל שימושי עבור התקן חימום תיריסטורים.

הַבָּא

מציעה 20 דגמים פופולריים בחינם – Slkor מנצלת את הרגע להחלפה ביתית