Hotline usługi
Felietonista
Felietonista
Jaka jest różnica między lampą MOS a IGBT?
2022-03-17
1303
W obwodach elektronicznych często pojawiają się lampy MOS i IGBT, które mogą być używane jako elementy przełączające. Lampy MOS i IGBT mają podobny wygląd i parametry. Dlaczego więc niektóre obwody wykorzystują lampy MOS, a inne IGBT?
Przyjrzyjmy się różnicom pomiędzy lampą MOS a lampą IGBT.
Co to jest lampa MOS?
Istnieją dwa główne typy tranzystorów polowych (FET): tranzystor polowy złączowy (JFET) i tranzystor polowy z izolowaną bramką (MOS). MOSFET to tranzystor polowy typu MOSFET, którego pełna nazwa w języku chińskim to metal-tlenek-półprzewodnikowy tranzystor polowy. Ponieważ bramka tego tranzystora polowego jest izolowana warstwą izolacyjną, nazywa się go również tranzystorem polowym z izolowaną bramką.
Tranzystory MOSFET można podzielić na tranzystory zubożone w kanał N i tranzystory wzbogacone; tranzystory zubożone w kanał P i tranzystory wzbogacone.
MOSFET 种类与电路符号
Niektóre tranzystory MOSFET mają wewnątrz diodę, zwaną diodą wewnętrzną, diodą pasożytniczą lub diodą wolnobiegową.
Istnieją dwa wyjaśnienia roli diod pasożytniczych:
Tranzystor MOSFET charakteryzuje się wysoką impedancją wejściową, dużą szybkością przełączania, dobrą stabilnością termiczną, prądem sterowania napięciem itp. Może być stosowany jako wzmacniacz, przełącznik elektroniczny itp. w obwodach.
IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką) to półprzewodnikowe urządzenie kompozytowe składające się z tranzystora i tranzystora MOS.
Jako nowy typ elektronicznego urządzenia półprzewodnikowego IGBT charakteryzuje się wysoką impedancją wejściową, niskim poborem mocy przy sterowaniu napięciem, prostym obwodem sterowania, wysoką rezystancją napięcia, dużą tolerancją prądu itd. Jest szeroko stosowany w różnych obwodach elektronicznych.
Symbole obwodów IGBT nie zostały dotychczas ujednolicone. Podczas rysowania schematów ideowych, symbole triody i lampy MOS są zazwyczaj zapożyczane.
Na tym etapie można ocenić, czy jest to tranzystor IGBT, czy tranzystor MOS, na podstawie modelu zaznaczonego na schemacie. Należy również zwrócić uwagę na to, czy tranzystor IGBT posiada diodę podłożową. Brak oznaczenia na rysunku nie oznacza, że jej nie ma. O ile oficjalne dane nie zawierają specjalnych instrukcji, taka dioda istnieje.
Wewnętrzna dioda IGBT nie jest diodą pasożytniczą, lecz specjalnie skonfigurowaną w celu ochrony delikatnego napięcia wstecznego wytrzymywanego IGBT, znaną również jako FWD (dioda wolnobiegowa).
Łatwo ocenić, czy wewnątrz tranzystora IGBT znajduje się dioda wewnętrzna. Bieguny C i E tranzystora IGBT można zmierzyć za pomocą multimetru. Jeśli tranzystor IGBT jest sprawny, a zmierzone wartości rezystancji biegunów C i E są nieskończone, oznacza to, że tranzystor IGBT nie posiada diody wewnętrznej. Tranzystor IGBT doskonale nadaje się do zastosowań w takich dziedzinach jak silniki prądu przemiennego, przetwornice częstotliwości, zasilacze impulsowe, obwody oświetleniowe, napędy trakcyjne itp.
Wewnętrzną strukturę lampy MOS i lampy IGBT pokazano na poniższym rysunku.
Tranzystor IGBT powstaje w wyniku dodania warstwy do drenu tranzystora MOSFET. Idealny obwód zastępczy tranzystora IGBT pokazano na poniższym rysunku.
IGBT to w rzeczywistości połączenie tranzystora MOSFET i triody tranzystorowej. Wadą tranzystora MOSFET jest wysoka rezystancja w stanie przewodzenia, ale IGBT przezwycięża tę wadę, a IGBT nadal charakteryzuje się niską rezystancją w stanie przewodzenia przy wysokim napięciu.
Ponadto prędkość tranzystora IGBT i MOSFET o podobnej pojemności mocy może być wolniejsza niż MOSFET, ponieważ IGBT ma czas wygaszania, a czas martwy IGBT będzie wydłużony ze względu na długi czas wygaszania, co ma wpływ na częstotliwość przełączania.
W układzie scalonym wybór lampy MOS jako lampy przełączającej lub IGBT stanowi problem, z którym często spotykają się inżynierowie. Biorąc pod uwagę takie czynniki, jak napięcie, prąd i moc przełączania układu, można podsumować następujące kwestie:
Z poniższego rysunku wynika również, że zastosowano warunki dla obu z nich. Zacieniony obszar oznacza, że można wybrać zarówno MOSFET, jak i IGBT. Znak „?” wskazuje poziom, którego bieżący proces nie może osiągnąć.
Ogólnie rzecz biorąc, tranzystor MOSFET ma zalety w postaci dobrych charakterystyk wysokoczęstotliwościowych, które mogą pracować z częstotliwością od kilkuset kHz do MHz, ale ma wady w postaci dużej rezystancji w stanie przewodzenia i wysokiego poboru mocy w warunkach wysokiego napięcia i prądu. Natomiast tranzystor IGBT charakteryzuje się doskonałą wydajnością przy niskiej częstotliwości i dużej mocy, charakteryzując się małą rezystancją w stanie przewodzenia i wysokim napięciem wytrzymywanym.
Przyjrzyjmy się różnicom pomiędzy lampą MOS a lampą IGBT.
Co to jest lampa MOS?
Istnieją dwa główne typy tranzystorów polowych (FET): tranzystor polowy złączowy (JFET) i tranzystor polowy z izolowaną bramką (MOS). MOSFET to tranzystor polowy typu MOSFET, którego pełna nazwa w języku chińskim to metal-tlenek-półprzewodnikowy tranzystor polowy. Ponieważ bramka tego tranzystora polowego jest izolowana warstwą izolacyjną, nazywa się go również tranzystorem polowym z izolowaną bramką.
Tranzystory MOSFET można podzielić na tranzystory zubożone w kanał N i tranzystory wzbogacone; tranzystory zubożone w kanał P i tranzystory wzbogacone.
MOSFET 种类与电路符号 Niektóre tranzystory MOSFET mają wewnątrz diodę, zwaną diodą wewnętrzną, diodą pasożytniczą lub diodą wolnobiegową.
Istnieją dwa wyjaśnienia roli diod pasożytniczych:
-
Dioda pasożytnicza MOSFET-u służy do zapobiegania przepaleniu się lampy MOS w przypadku zbyt wysokiego napięcia VDD, ponieważ zanim przepięcie uszkodzi lampę MOS, dioda najpierw przebija się w kierunku odwrotnym, a duży prąd płynie bezpośrednio do ziemi, zapobiegając w ten sposób przepaleniu się lampy MOS.
-
Może zapobiec przepaleniu lampy MOS, gdy źródło i dren lampy MOS są podłączone odwrotnie, a także może zapewnić ścieżkę dla napięcia indukowanego wstecznie, gdy obwód ma napięcie indukowane wstecznie, aby zapobiec indukowaniu napięcia wstecznego przebicie się przez rurkę MOS.
Tranzystor MOSFET charakteryzuje się wysoką impedancją wejściową, dużą szybkością przełączania, dobrą stabilnością termiczną, prądem sterowania napięciem itp. Może być stosowany jako wzmacniacz, przełącznik elektroniczny itp. w obwodach.
Co to jest IGBT?
IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką) to półprzewodnikowe urządzenie kompozytowe składające się z tranzystora i tranzystora MOS.
Jako nowy typ elektronicznego urządzenia półprzewodnikowego IGBT charakteryzuje się wysoką impedancją wejściową, niskim poborem mocy przy sterowaniu napięciem, prostym obwodem sterowania, wysoką rezystancją napięcia, dużą tolerancją prądu itd. Jest szeroko stosowany w różnych obwodach elektronicznych.
Symbole obwodów IGBT nie zostały dotychczas ujednolicone. Podczas rysowania schematów ideowych, symbole triody i lampy MOS są zazwyczaj zapożyczane.
Na tym etapie można ocenić, czy jest to tranzystor IGBT, czy tranzystor MOS, na podstawie modelu zaznaczonego na schemacie. Należy również zwrócić uwagę na to, czy tranzystor IGBT posiada diodę podłożową. Brak oznaczenia na rysunku nie oznacza, że jej nie ma. O ile oficjalne dane nie zawierają specjalnych instrukcji, taka dioda istnieje.
Wewnętrzna dioda IGBT nie jest diodą pasożytniczą, lecz specjalnie skonfigurowaną w celu ochrony delikatnego napięcia wstecznego wytrzymywanego IGBT, znaną również jako FWD (dioda wolnobiegowa).
Łatwo ocenić, czy wewnątrz tranzystora IGBT znajduje się dioda wewnętrzna. Bieguny C i E tranzystora IGBT można zmierzyć za pomocą multimetru. Jeśli tranzystor IGBT jest sprawny, a zmierzone wartości rezystancji biegunów C i E są nieskończone, oznacza to, że tranzystor IGBT nie posiada diody wewnętrznej. Tranzystor IGBT doskonale nadaje się do zastosowań w takich dziedzinach jak silniki prądu przemiennego, przetwornice częstotliwości, zasilacze impulsowe, obwody oświetleniowe, napędy trakcyjne itp.
Charakterystyka strukturalna tranzystora MOS i IGBT
Wewnętrzną strukturę lampy MOS i lampy IGBT pokazano na poniższym rysunku.
Tranzystor IGBT powstaje w wyniku dodania warstwy do drenu tranzystora MOSFET. Idealny obwód zastępczy tranzystora IGBT pokazano na poniższym rysunku.
IGBT to w rzeczywistości połączenie tranzystora MOSFET i triody tranzystorowej. Wadą tranzystora MOSFET jest wysoka rezystancja w stanie przewodzenia, ale IGBT przezwycięża tę wadę, a IGBT nadal charakteryzuje się niską rezystancją w stanie przewodzenia przy wysokim napięciu.
Ponadto prędkość tranzystora IGBT i MOSFET o podobnej pojemności mocy może być wolniejsza niż MOSFET, ponieważ IGBT ma czas wygaszania, a czas martwy IGBT będzie wydłużony ze względu na długi czas wygaszania, co ma wpływ na częstotliwość przełączania.
Wybierz lampę MOS lub IGBT.
W układzie scalonym wybór lampy MOS jako lampy przełączającej lub IGBT stanowi problem, z którym często spotykają się inżynierowie. Biorąc pod uwagę takie czynniki, jak napięcie, prąd i moc przełączania układu, można podsumować następujące kwestie:
Z poniższego rysunku wynika również, że zastosowano warunki dla obu z nich. Zacieniony obszar oznacza, że można wybrać zarówno MOSFET, jak i IGBT. Znak „?” wskazuje poziom, którego bieżący proces nie może osiągnąć.
Ogólnie rzecz biorąc, tranzystor MOSFET ma zalety w postaci dobrych charakterystyk wysokoczęstotliwościowych, które mogą pracować z częstotliwością od kilkuset kHz do MHz, ale ma wady w postaci dużej rezystancji w stanie przewodzenia i wysokiego poboru mocy w warunkach wysokiego napięcia i prądu. Natomiast tranzystor IGBT charakteryzuje się doskonałą wydajnością przy niskiej częstotliwości i dużej mocy, charakteryzując się małą rezystancją w stanie przewodzenia i wysokim napięciem wytrzymywanym.
Tranzystor MOSFET jest stosowany w zasilaczach impulsowych, statecznikach, wysokoczęstotliwościowym nagrzewaniu indukcyjnym, spawarkach inwerterowych wysokoczęstotliwościowych, zasilaczach komunikacyjnych i innych dziedzinach zasilania wysokoczęstotliwościowego; tranzystor IGBT jest szeroko stosowany w spawarkach, inwerterach, przetwornicach częstotliwości, galwanicznych zasilaczach elektrolitycznych, ultradźwiękowym nagrzewaniu indukcyjnym i innych dziedzinach.
Powiązane rekomendacje
粤公网安备44030002007346号