Layanan Hotline
Berita
Berita
Apa perbedaan antara tabung MOS dan IGBT?
2022-03-17
1322
Dalam rangkaian elektronik, tabung MOS dan tabung IGBT sering muncul, dan keduanya dapat digunakan sebagai elemen sakelar. Tabung MOS dan tabung IGBT memiliki tampilan dan parameter karakteristik yang serupa. Lalu mengapa beberapa rangkaian menggunakan tabung MOS dan beberapa rangkaian menggunakan tabung IGBT?
Mari kita lihat perbedaan antara tabung MOS dan tabung IGBT.
Apa itu tabung MOS?
Ada dua jenis utama FET, persimpangan FET (JFET) dan gerbang terisolasi FET (MOS).MOS adalah MOSFET, nama lengkapnya adalah transistor efek medan semikonduktor oksida logam dalam bahasa Cina. Karena gerbang transistor efek medan ini diisolasi oleh lapisan isolasi, maka disebut juga transistor efek medan gerbang terisolasi.
MOSFET dapat dibagi menjadi tipe penipisan saluran-N dan tipe peningkatan; Tipe penipisan dan tipe peningkatan parit-P.
perangkat MOSFET
Beberapa MOSFET memiliki dioda di dalamnya, yaitu dioda badan, atau dioda parasit, atau dioda freewheeling.
Ada dua penjelasan tentang peran dioda parasit:
MOSFET memiliki karakteristik impedansi masukan yang tinggi, kecepatan peralihan yang cepat, stabilitas termal yang baik, arus pengatur tegangan, dll. Dapat digunakan sebagai penguat, sakelar elektronik, dll.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), transistor bipolar gerbang terisolasi, adalah perangkat semikonduktor komposit yang terdiri dari transistor dan transistor MOS.
Sebagai jenis baru perangkat semikonduktor elektronik, IGBT memiliki karakteristik impedansi masukan tinggi, konsumsi daya rendah untuk kontrol tegangan, rangkaian kontrol sederhana, resistansi tegangan tinggi, toleransi arus tinggi dan sebagainya, dan banyak digunakan di berbagai sirkuit elektronik.
Simbol rangkaian IGBT belum terpadu hingga saat ini. Saat menggambar diagram skematik, simbol trioda dan tabung MOS umumnya diadopsi.
Pada saat ini, dapat ditentukan apakah itu tabung IGBT atau MOS berdasarkan model yang tertera pada diagram skema. Perhatikan juga apakah IGBT memiliki dioda bodi. Jika tidak tertera pada gambar, bukan berarti tidak ada dioda. Kecuali jika data resmi memiliki instruksi khusus, dioda ini memang ada.
Dioda badan internal IGBT bukanlah parasit, tetapi diatur secara khusus untuk melindungi tegangan tahan balik IGBT yang rapuh, juga dikenal sebagai FWD (Dioda roda bebas).
Tidak sulit untuk menilai apakah terdapat dioda bodi di dalam IGBT. Kutub C dan E IGBT dapat diukur dengan multimeter. Jika IGBT dalam kondisi baik dan nilai resistansi kutub C dan E yang terukur tak terhingga, berarti IGBT tersebut tidak memiliki dioda bodi. IGBT sangat cocok untuk aplikasi di bidang-bidang seperti motor AC, konverter frekuensi, catu daya switching, rangkaian penerangan, penggerak traksi, dll.
Struktur internal tabung MOS dan tabung IGBT ditunjukkan pada gambar berikut.
IGBT dibentuk dengan menambahkan lapisan pada drain MOSFET. Rangkaian ekivalen ideal IGBT ditunjukkan pada gambar berikut.
IGBT sebenarnya merupakan kombinasi MOSFET dan transistor trioda. MOSFET memiliki kekurangan resistansi aktif yang tinggi, tetapi IGBT mengatasi kekurangan ini, dan IGBT tetap memiliki resistansi aktif yang rendah pada tegangan tinggi.
Selain itu, kecepatan IGBT dan MOSFET dengan kapasitas daya yang sama mungkin lebih lambat daripada kecepatan MOSFET, karena ada waktu mati-ekor IGBT, dan waktu mati IGBT akan memanjang karena waktu mati-ekornya yang panjang, sehingga memengaruhi frekuensi switching.
Dalam rangkaian, pemilihan tabung MOS sebagai tabung sakelar daya atau tabung IGBT merupakan masalah yang sering dihadapi para insinyur. Jika faktor-faktor seperti tegangan, arus, dan daya sakelar sistem dipertimbangkan, poin-poin berikut dapat diringkas:
Gambar berikut juga menunjukkan bahwa kondisi untuk keduanya telah terpenuhi. Area yang diarsir menunjukkan bahwa MOSFET dan IGBT dapat dipilih, sedangkan tanda "?" menunjukkan level yang tidak dapat dicapai oleh proses saat ini.
Secara umum, MOSFET memiliki keunggulan karakteristik frekuensi tinggi yang baik, yang dapat beroperasi pada frekuensi beberapa ratus kHz hingga MHz, tetapi memiliki kekurangan berupa resistansi aktif yang tinggi dan konsumsi daya yang tinggi pada kondisi tegangan dan arus tinggi. Namun, IGBT memiliki kinerja yang sangat baik pada frekuensi rendah dan daya tinggi, dengan resistansi aktif yang rendah dan tegangan tahan yang tinggi.
Mari kita lihat perbedaan antara tabung MOS dan tabung IGBT.
Apa itu tabung MOS?
Ada dua jenis utama FET, persimpangan FET (JFET) dan gerbang terisolasi FET (MOS).MOS adalah MOSFET, nama lengkapnya adalah transistor efek medan semikonduktor oksida logam dalam bahasa Cina. Karena gerbang transistor efek medan ini diisolasi oleh lapisan isolasi, maka disebut juga transistor efek medan gerbang terisolasi.
MOSFET dapat dibagi menjadi tipe penipisan saluran-N dan tipe peningkatan; Tipe penipisan dan tipe peningkatan parit-P.
perangkat MOSFET Beberapa MOSFET memiliki dioda di dalamnya, yaitu dioda badan, atau dioda parasit, atau dioda freewheeling.
Ada dua penjelasan tentang peran dioda parasit:
-
Dioda parasit MOSFET digunakan untuk mencegah tabung MOS terbakar ketika VDD tegangan berlebih, karena sebelum tegangan berlebih menyebabkan kerusakan pada tabung MOS, dioda terlebih dahulu rusak secara terbalik, dan arus besar langsung mengalir ke tanah, sehingga mencegah tabung MOS terbakar.
-
Hal ini dapat mencegah tabung MOS terbakar ketika sumber dan saluran pembuangan tabung MOS dihubungkan secara terbalik, dan juga dapat menyediakan jalur untuk tegangan induksi balik ketika rangkaian memiliki tegangan induksi balik, sehingga dapat mencegah tegangan induksi balik dari menerobos tabung MOS.
MOSFET memiliki karakteristik impedansi masukan yang tinggi, kecepatan peralihan yang cepat, stabilitas termal yang baik, arus pengatur tegangan, dll. Dapat digunakan sebagai penguat, sakelar elektronik, dll.
Apa itu IGBT?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), transistor bipolar gerbang terisolasi, adalah perangkat semikonduktor komposit yang terdiri dari transistor dan transistor MOS.
Sebagai jenis baru perangkat semikonduktor elektronik, IGBT memiliki karakteristik impedansi masukan tinggi, konsumsi daya rendah untuk kontrol tegangan, rangkaian kontrol sederhana, resistansi tegangan tinggi, toleransi arus tinggi dan sebagainya, dan banyak digunakan di berbagai sirkuit elektronik.
Simbol rangkaian IGBT belum terpadu hingga saat ini. Saat menggambar diagram skematik, simbol trioda dan tabung MOS umumnya diadopsi.
Pada saat ini, dapat ditentukan apakah itu tabung IGBT atau MOS berdasarkan model yang tertera pada diagram skema. Perhatikan juga apakah IGBT memiliki dioda bodi. Jika tidak tertera pada gambar, bukan berarti tidak ada dioda. Kecuali jika data resmi memiliki instruksi khusus, dioda ini memang ada.
Dioda badan internal IGBT bukanlah parasit, tetapi diatur secara khusus untuk melindungi tegangan tahan balik IGBT yang rapuh, juga dikenal sebagai FWD (Dioda roda bebas).
Tidak sulit untuk menilai apakah terdapat dioda bodi di dalam IGBT. Kutub C dan E IGBT dapat diukur dengan multimeter. Jika IGBT dalam kondisi baik dan nilai resistansi kutub C dan E yang terukur tak terhingga, berarti IGBT tersebut tidak memiliki dioda bodi. IGBT sangat cocok untuk aplikasi di bidang-bidang seperti motor AC, konverter frekuensi, catu daya switching, rangkaian penerangan, penggerak traksi, dll.
Karakteristik struktur transistor MOS dan IGBT
Struktur internal tabung MOS dan tabung IGBT ditunjukkan pada gambar berikut.
IGBT dibentuk dengan menambahkan lapisan pada drain MOSFET. Rangkaian ekivalen ideal IGBT ditunjukkan pada gambar berikut.
IGBT sebenarnya merupakan kombinasi MOSFET dan transistor trioda. MOSFET memiliki kekurangan resistansi aktif yang tinggi, tetapi IGBT mengatasi kekurangan ini, dan IGBT tetap memiliki resistansi aktif yang rendah pada tegangan tinggi.
Selain itu, kecepatan IGBT dan MOSFET dengan kapasitas daya yang sama mungkin lebih lambat daripada kecepatan MOSFET, karena ada waktu mati-ekor IGBT, dan waktu mati IGBT akan memanjang karena waktu mati-ekornya yang panjang, sehingga memengaruhi frekuensi switching.
Pilih tabung MOS atau IGBT.
Dalam rangkaian, pemilihan tabung MOS sebagai tabung sakelar daya atau tabung IGBT merupakan masalah yang sering dihadapi para insinyur. Jika faktor-faktor seperti tegangan, arus, dan daya sakelar sistem dipertimbangkan, poin-poin berikut dapat diringkas:
Gambar berikut juga menunjukkan bahwa kondisi untuk keduanya telah terpenuhi. Area yang diarsir menunjukkan bahwa MOSFET dan IGBT dapat dipilih, sedangkan tanda "?" menunjukkan level yang tidak dapat dicapai oleh proses saat ini.
Secara umum, MOSFET memiliki keunggulan karakteristik frekuensi tinggi yang baik, yang dapat beroperasi pada frekuensi beberapa ratus kHz hingga MHz, tetapi memiliki kekurangan berupa resistansi aktif yang tinggi dan konsumsi daya yang tinggi pada kondisi tegangan dan arus tinggi. Namun, IGBT memiliki kinerja yang sangat baik pada frekuensi rendah dan daya tinggi, dengan resistansi aktif yang rendah dan tegangan tahan yang tinggi.
MOSFET digunakan dalam catu daya switching, ballast, pemanasan induksi frekuensi tinggi, mesin las inverter frekuensi tinggi, catu daya komunikasi dan bidang catu daya frekuensi tinggi lainnya; IGBT banyak digunakan dalam mesin las, inverter, konverter frekuensi, catu daya elektrolit elektroplating, pemanasan induksi ultrasonik dan bidang lainnya.
粤公网安备44030002007346号