hotline
columnist
columnist
Wat is het verschil tussen MOS-buis en IGBT?
2022-03-17
1303
In elektronische schakelingen komen MOS-buizen en IGBT-buizen vaak voor, en ze kunnen beide als schakelelementen worden gebruikt. MOS-buizen en IGBT-buizen lijken qua uiterlijk en karakteristieke parameters op elkaar. Waarom gebruiken sommige schakelingen dan MOS-buizen en andere IGBT-buizen?
Laten we eens kijken naar het verschil tussen een MOS-buis en een IGBT-buis.
Wat is MOS-buis?
Er zijn twee hoofdtypen FET's: junction FET's (JFET's) en Insulated Gate FET's (MOS's). MOS staat voor MOSFET, wat in het Chinees 'Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor' betekent. Omdat de gate van deze veldeffecttransistor geïsoleerd is door een isolerende laag, wordt hij ook wel Insulated Gate Field Effect Transistor genoemd.
MOSFET's kunnen worden onderverdeeld in N-kanaal depletie- en versterkingstypen; P-kanaal depletie- en versterkingstypen.
MOSFET-apparaten
Sommige MOSFET's hebben een diode aan de binnenkant. Dit kan een lichaamsdiode, een parasitaire diode of een vrijloopdiode zijn.
Er zijn twee verklaringen voor de rol van parasitaire diodes:
MOSFET's kenmerken zich door een hoge ingangsimpedantie, een hoge schakelsnelheid, goede thermische stabiliteit, stroomregeling met spanning, enz. Ze kunnen worden gebruikt als versterker, elektronische schakelaar, enz. in circuits.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), een geïsoleerde bipolaire transistor, is een halfgeleidercomponent die bestaat uit een transistor en een MOS-transistor.
IGBT is een nieuw type elektronisch halfgeleiderapparaat met kenmerken als een hoge ingangsimpedantie, een laag stroomverbruik voor spanningsregeling, een eenvoudig regelcircuit, een hoge spanningsweerstand, een hoge stroomtolerantie, enzovoort. Het wordt veel gebruikt in verschillende elektronische circuits.
De symbolen van IGBT-circuits zijn tot nu toe niet uniform. Bij het tekenen van het schema worden over het algemeen de symbolen van de triode en de MOS-buis overgenomen.
Op dit punt kan worden beoordeeld of het een IGBT- of MOS-buis betreft aan de hand van het model dat op het schema is aangegeven. Let er tegelijkertijd op of de IGBT een bodydiode heeft. Als dit niet op de afbeelding staat aangegeven, betekent dit niet dat dit niet het geval is. Tenzij de officiële gegevens speciale instructies bevatten, bestaat deze diode.
De interne behuizingdiode van IGBT is niet parasitair, maar speciaal ingesteld om de kwetsbare omgekeerde spanning van IGBT te beschermen, ook bekend als FWD (Free-wheeling diode).
Het is niet moeilijk om te beoordelen of er een lichaamsdiode in de IGBT zit. De C- en E-polen van de IGBT kunnen met een multimeter worden gemeten. Als de IGBT goed is en de gemeten weerstandswaarden van de C- en E-polen oneindig zijn, betekent dit dat de IGBT geen lichaamsdiode heeft. IGBT is zeer geschikt voor toepassingen in bijvoorbeeld wisselstroommotoren, frequentieomvormers, schakelende voedingen, verlichtingscircuits, tractieaandrijvingen, enz.
De interne structuur van de MOS-buis en de IGBT-buis wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
IGBT wordt gevormd door een laag toe te voegen aan de drain van een MOSFET. Het ideale equivalente circuit van IGBT wordt in de volgende afbeelding weergegeven.
IGBT is eigenlijk een combinatie van een MOSFET en een transistortriode. Een MOSFET heeft het nadeel van een hoge aan-weerstand, maar IGBT overwint dit nadeel en heeft nog steeds een lage aan-weerstand bij hoge spanning.
Bovendien kan de snelheid van IGBT's en MOSFET's met een vergelijkbaar vermogen lager zijn dan die van MOSFET's, omdat IGBT's een uitschakeltijd hebben. De dode tijd van IGBT's wordt verlengd vanwege de lange uitschakeltijd, wat van invloed is op de schakelfrequentie.
In het circuit is de keuze tussen een MOS-buis als vermogensschakelbuis of een IGBT-buis een probleem waar ingenieurs vaak tegenaan lopen. Als factoren zoals spanning, stroom en schakelvermogen van het systeem in overweging worden genomen, kunnen de volgende punten worden samengevat:
Uit de volgende afbeelding blijkt ook dat de voorwaarden voor beide worden gebruikt. Het gearceerde gebied geeft aan dat zowel MOSFET als IGBT kunnen worden geselecteerd. "?" geeft het niveau aan dat het huidige proces niet kan bereiken.
Over het algemeen heeft een MOSFET de voordelen van goede hoogfrequente eigenschappen, die kunnen werken bij frequenties van enkele honderden kHz tot MHz, maar heeft de nadelen van een hoge aan-weerstand en een hoog stroomverbruik in hoogspannings- en stroomsituaties. IGBT presteert echter uitstekend bij lage frequenties en hoge vermogens, met een lage aan-weerstand en een hoge spanningsvastheid.
Laten we eens kijken naar het verschil tussen een MOS-buis en een IGBT-buis.
Wat is MOS-buis?
Er zijn twee hoofdtypen FET's: junction FET's (JFET's) en Insulated Gate FET's (MOS's). MOS staat voor MOSFET, wat in het Chinees 'Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor' betekent. Omdat de gate van deze veldeffecttransistor geïsoleerd is door een isolerende laag, wordt hij ook wel Insulated Gate Field Effect Transistor genoemd.
MOSFET's kunnen worden onderverdeeld in N-kanaal depletie- en versterkingstypen; P-kanaal depletie- en versterkingstypen.
MOSFET-apparaten Sommige MOSFET's hebben een diode aan de binnenkant. Dit kan een lichaamsdiode, een parasitaire diode of een vrijloopdiode zijn.
Er zijn twee verklaringen voor de rol van parasitaire diodes:
-
De parasitaire diode van de MOSFET voorkomt dat de MOS-buis doorbrandt wanneer VDD overspanning vertoont. Dit komt doordat de diode eerst in omgekeerde richting doorbrandt voordat de overspanning schade aan de MOS-buis toebrengt. De grote stroom gaat dan direct naar de aarde, waardoor wordt voorkomen dat de MOS-buis doorbrandt.
-
Hiermee wordt voorkomen dat de MOS-buis doorbrandt als de source en de drain van de MOS-buis omgekeerd zijn aangesloten. Ook kan hiermee een pad voor de omgekeerde geïnduceerde spanning worden gecreëerd als er een omgekeerde geïnduceerde spanning in het circuit staat. Zo wordt voorkomen dat de omgekeerde geïnduceerde spanning door de MOS-buis heen breekt.
MOSFET's kenmerken zich door een hoge ingangsimpedantie, een hoge schakelsnelheid, goede thermische stabiliteit, stroomregeling met spanning, enz. Ze kunnen worden gebruikt als versterker, elektronische schakelaar, enz. in circuits.
Wat is IGBT?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), een geïsoleerde bipolaire transistor, is een halfgeleidercomponent die bestaat uit een transistor en een MOS-transistor.
IGBT is een nieuw type elektronisch halfgeleiderapparaat met kenmerken als een hoge ingangsimpedantie, een laag stroomverbruik voor spanningsregeling, een eenvoudig regelcircuit, een hoge spanningsweerstand, een hoge stroomtolerantie, enzovoort. Het wordt veel gebruikt in verschillende elektronische circuits.
De symbolen van IGBT-circuits zijn tot nu toe niet uniform. Bij het tekenen van het schema worden over het algemeen de symbolen van de triode en de MOS-buis overgenomen.
Op dit punt kan worden beoordeeld of het een IGBT- of MOS-buis betreft aan de hand van het model dat op het schema is aangegeven. Let er tegelijkertijd op of de IGBT een bodydiode heeft. Als dit niet op de afbeelding staat aangegeven, betekent dit niet dat dit niet het geval is. Tenzij de officiële gegevens speciale instructies bevatten, bestaat deze diode.
De interne behuizingdiode van IGBT is niet parasitair, maar speciaal ingesteld om de kwetsbare omgekeerde spanning van IGBT te beschermen, ook bekend als FWD (Free-wheeling diode).
Het is niet moeilijk om te beoordelen of er een lichaamsdiode in de IGBT zit. De C- en E-polen van de IGBT kunnen met een multimeter worden gemeten. Als de IGBT goed is en de gemeten weerstandswaarden van de C- en E-polen oneindig zijn, betekent dit dat de IGBT geen lichaamsdiode heeft. IGBT is zeer geschikt voor toepassingen in bijvoorbeeld wisselstroommotoren, frequentieomvormers, schakelende voedingen, verlichtingscircuits, tractieaandrijvingen, enz.
Structurele kenmerken van MOS-transistor en IGBT
De interne structuur van de MOS-buis en de IGBT-buis wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
IGBT wordt gevormd door een laag toe te voegen aan de drain van een MOSFET. Het ideale equivalente circuit van IGBT wordt in de volgende afbeelding weergegeven.
IGBT is eigenlijk een combinatie van een MOSFET en een transistortriode. Een MOSFET heeft het nadeel van een hoge aan-weerstand, maar IGBT overwint dit nadeel en heeft nog steeds een lage aan-weerstand bij hoge spanning.
Bovendien kan de snelheid van IGBT's en MOSFET's met een vergelijkbaar vermogen lager zijn dan die van MOSFET's, omdat IGBT's een uitschakeltijd hebben. De dode tijd van IGBT's wordt verlengd vanwege de lange uitschakeltijd, wat van invloed is op de schakelfrequentie.
Kies MOS-buis of IGBT.
In het circuit is de keuze tussen een MOS-buis als vermogensschakelbuis of een IGBT-buis een probleem waar ingenieurs vaak tegenaan lopen. Als factoren zoals spanning, stroom en schakelvermogen van het systeem in overweging worden genomen, kunnen de volgende punten worden samengevat:
Uit de volgende afbeelding blijkt ook dat de voorwaarden voor beide worden gebruikt. Het gearceerde gebied geeft aan dat zowel MOSFET als IGBT kunnen worden geselecteerd. "?" geeft het niveau aan dat het huidige proces niet kan bereiken.
Over het algemeen heeft een MOSFET de voordelen van goede hoogfrequente eigenschappen, die kunnen werken bij frequenties van enkele honderden kHz tot MHz, maar heeft de nadelen van een hoge aan-weerstand en een hoog stroomverbruik in hoogspannings- en stroomsituaties. IGBT presteert echter uitstekend bij lage frequenties en hoge vermogens, met een lage aan-weerstand en een hoge spanningsvastheid.
MOSFET wordt gebruikt in schakelende voedingen, ballasten, hoogfrequente inductieverwarming, hoogfrequente inverterlasmachines, communicatievoedingen en andere hoogfrequente voedingen. IGBT wordt veel gebruikt in lasmachines, inverters, frequentieomvormers, elektrolytische voedingen voor galvanisering, ultrasone inductieverwarming en andere gebieden.
Gerelateerde aanbevelingen
粤公网安备44030002007346号