Em circuitos eletrônicos, os transistores MOS e os IGBTs são frequentemente utilizados. Ambos podem ser usados ​​como elementos de comutação. A aparência e os parâmetros característicos dos transistores MOS e dos IGBTs também são relativamente semelhantes. Então, por que alguns circuitos usam transistores MOS e outros usam IGBTs?  
Vamos dar uma olhada na diferença entre tubos MOS e tubos IGBT!  
                 

O que é um tubo MOS?

Existem dois tipos principais de transistores de efeito de campo, ou seja, transistor de efeito de campo de junção (JFET) e transistor de efeito de campo de porta isolada (tubo MOS).  
O MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor) é um transistor de efeito de campo que, em chinês, significa "transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor". Como o gate desse transistor é isolado por uma camada isolante, ele também é chamado de transistor de efeito de campo com gate isolado.  
   
Os MOSFETs podem ser divididos em quatro categorias: tipo depleção de canal N e tipo de enriquecimento; tipo depleção de canal P e tipo de enriquecimento.  
    Tipos de MOSFET e símbolos de circuito  
Alguns MOSFETs possuem um diodo interno, que pode ser um diodo de corpo, um diodo parasita ou um diodo de roda livre.  
  Existem duas explicações para o papel dos diodos parasitas:  

• O diodo parasita do MOSFET é usado para evitar que o transistor MOS queime quando ocorre uma sobretensão VDD, pois antes que a sobretensão cause danos ao transistor MOS, o diodo entra em ruptura reversa e direciona uma grande corrente para o terra, evitando assim que o transistor MOS queime.
• Ele impede que o transistor MOSFET queime quando a fonte e o dreno do MOSFET são conectados inversamente. Também pode fornecer um caminho para a tensão induzida reversa quando o circuito apresenta tensão induzida reversa, evitando que essa tensão cause a ruptura do MOSFET.

O MOSFET possui características como alta impedância de entrada, alta velocidade de comutação, boa estabilidade térmica e controle de corrente por tensão. Em circuitos, pode ser utilizado como amplificador, chave eletrônica, etc.  
                 

O que é IGBT?

O IGBT (Transistor Bipolar de Porta Isolada) é um dispositivo semicondutor composto por um transistor e um tubo MOS.    
Como um novo tipo de dispositivo semicondutor eletrônico, o IGBT possui características como alta impedância de entrada, baixo consumo de energia no controle de tensão, circuito de controle simples, alta resistência à tensão e grande tolerância à corrente, sendo amplamente utilizado em diversos circuitos eletrônicos.  
   
Os símbolos de circuito do IGBT ainda não são padronizados. Ao desenhar o diagrama esquemático, geralmente são utilizados os símbolos do triodo e do transistor MOSFET. Nesse caso, é possível determinar se é um IGBT ou um transistor MOSFET pelo modelo indicado no diagrama esquemático.  
Ao mesmo tempo, você também deve prestar atenção se o IGBT possui um diodo de corpo. Se não estiver marcado na imagem, não significa que não exista. A menos que os dados oficiais especifiquem o contrário, esse diodo está presente.  
   
O diodo de corpo dentro do IGBT não é parasita, mas sim configurado especificamente para proteger a frágil tensão reversa suportável do IGBT. Ele também é chamado de FWD (diodo de roda livre).  
Não é difícil determinar se existe um diodo de corpo dentro do IGBT. Você pode usar um multímetro para medir os polos C e E do IGBT. Se o IGBT estiver bom e os valores de resistência medidos nos polos C e E forem infinitos, significa que o IGBT não possui um diodo de corpo.  
O IGBT é muito adequado para aplicações em áreas como motores CA, conversores de frequência, fontes de alimentação chaveadas, circuitos de iluminação, acionamentos de tração, etc.  
                 

Características estruturais de tubos MOS e IGBTs

A estrutura interna do tubo MOS e do tubo IGBT é mostrada na figura abaixo.  
   
Um IGBT é construído adicionando uma camada extra ao dreno de um MOSFET.  
O circuito equivalente ideal de um IGBT é mostrado na figura abaixo. O IGBT é, na verdade, uma combinação de MOSFET e transistor. O MOSFET tem a desvantagem de alta resistência de condução, mas o IGBT supera essa desvantagem. O IGBT ainda apresenta baixa resistência de condução mesmo em altas tensões.    
Além disso, para IGBTs e MOSFETs com capacidades de potência semelhantes, a velocidade do IGBT pode ser menor que a do MOSFET, devido ao tempo de cauda de desligamento do IGBT. Por conta desse longo tempo de cauda de desligamento, o tempo morto também aumenta, o que afeta a frequência de comutação.  
                 

Escolha entre tubo MOS ou IGBT.

Em um circuito, a escolha entre usar transistores MOS ou IGBT como transistores de comutação de potência é uma questão frequente entre engenheiros. Considerando fatores como tensão, corrente e potência de comutação do sistema, podemos resumir os seguintes pontos:
 

Você também pode ver as condições de uso de ambos na figura abaixo. A área sombreada indica que tanto o MOSFET quanto o IGBT podem ser selecionados, e "?" indica um nível que não pode ser alcançado pelo processo atual.  
   
De modo geral, a vantagem do MOSFET é que ele possui boas características em altas frequências e pode operar em frequências de várias centenas de kHz e até MHz. A desvantagem é que ele apresenta uma alta resistência de condução e consome muita energia em situações de alta tensão e alta corrente. O IGBT, por outro lado, apresenta bom desempenho em situações de baixa frequência e alta potência, com baixa resistência de condução e alta tensão suportável.  
O MOSFET é utilizado em fontes de alimentação chaveadas, reatores, aquecimento por indução de alta frequência, máquinas de solda inversoras de alta frequência, fontes de alimentação para comunicação e outras aplicações de alimentação de alta frequência; o IGBT é utilizado principalmente em máquinas de solda, inversores, conversores de frequência, fontes de alimentação eletrolíticas para galvanoplastia, aquecimento por indução ultrassônica e outras aplicações.

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