servis Hattı
köşe yazarı
köşe yazarı
MOS tüpü ve IGBT arasındaki fark nedir?
2022-03-17
1303
Elektronik devrelerde MOS tüpleri ve IGBT tüpleri sıklıkla görülür ve her ikisi de anahtarlama elemanı olarak kullanılabilir. MOS tüpleri ve IGBT tüpleri görünüm ve karakteristik parametreler açısından benzerdir. Öyleyse neden bazı devreler MOS tüpleri, bazıları ise IGBT tüpleri kullanır?
MOS tüp ile IGBT tüp arasındaki farka bir bakalım.
MOS tüpü nedir?
FET'in iki ana türü vardır; bağlantı FET (JFET) ve yalıtımlı kapı FET (MOS). MOS, Çince'de tam adı metal oksit yarı iletken alan etkili transistör olan MOSFET'tir. Bu alan etkili transistörün kapısı yalıtkan bir katmanla izole edildiğinden buna yalıtılmış kapı alan etkili transistör de denir.
MOSFET, N-kanalı tükenme tipi ve geliştirme tipine ayrılabilir; P-hendek tükenme türü ve geliştirme türü.
MOSFET Kartı
Bazı MOSFET'lerin içinde vücut diyotu veya parazitik diyot veya serbest dönen diyot olan bir diyot bulunur.
Parazit diyotların rolü hakkında iki açıklama vardır:
MOSFET, yüksek giriş empedansı, hızlı anahtarlama hızı, iyi termal kararlılık, voltaj kontrol akımı vb. özelliklere sahiptir. Devrelerde amplifikatör, elektronik anahtar vb. olarak kullanılabilir.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), yalıtımlı kapılı bipolar transistör, transistör ve MOS transistörden oluşan kompozit bir yarı iletken cihazdır.
Yeni tip bir elektronik yarı iletken cihaz olan IGBT, yüksek giriş empedansı, voltaj kontrolü için düşük güç tüketimi, basit kontrol devresi, yüksek voltaj direnci, yüksek akım toleransı vb. özelliklere sahiptir ve çeşitli elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılır.
IGBT'lerin devre sembolleri henüz tek bir şemada yer almamaktadır. Şematik diyagram çizilirken genellikle triyot ve MOS tüp sembolleri kullanılmıştır.
Bu aşamada, şematik diyagramda işaretli modelden IGBT mi yoksa MOS tüp mü olduğuna karar verilebilir. Aynı zamanda, IGBT'nin gövde diyotu olup olmadığına dikkat edin. Şekilde işaretlenmemiş olması, olmadığı anlamına gelmez. Resmi verilerde özel bir talimat yoksa, bu diyot mevcuttur.
IGBT'nin iç gövde diyotu parazitik olmayıp, IGBT'nin hassas ters dayanım gerilimini (FWD (Free-wheeling diode)) korumak için özel olarak ayarlanmıştır.
IGBT'nin içinde gövde diyotu olup olmadığını anlamak zor değildir. IGBT'nin C ve E kutupları bir multimetre ile ölçülebilir. IGBT iyi durumdaysa ve ölçülen C ve E kutuplarının direnç değerleri sonsuzsa, IGBT'nin gövde diyotu yoktur. IGBT, AC motor, frekans dönüştürücü, anahtarlama güç kaynağı, aydınlatma devresi, çekiş tahriki vb. alanlarda kullanım için oldukça uygundur.
MOS tüp ve IGBT tüpünün iç yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
MOSFET'in drenajına bir katman eklenerek IGBT oluşturulur. IGBT'nin ideal eşdeğer devresi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
IGBT aslında MOSFET ve transistör triyotun birleşimidir. MOSFET'in yüksek direnç dezavantajı vardır, ancak IGBT bu eksikliği giderir ve IGBT yüksek voltajda bile düşük direnç gösterir.
Ayrıca benzer güç kapasitesine sahip IGBT ve MOSFET'in hızı MOSFET'ten daha yavaş olabilir, çünkü IGBT'nin bir kapanma kuyruklanma süresi vardır ve IGBT'nin uzun kapanma kuyruklanma süresi nedeniyle ölü zamanı uzayacaktır, bu da anahtarlama frekansını etkileyecektir.
Devrede, güç anahtarlama tüpü olarak MOS tüp mü yoksa IGBT tüp mü seçileceği, mühendislerin sıklıkla karşılaştığı bir sorundur. Sistemin voltajı, akımı ve anahtarlama gücü gibi faktörler dikkate alındığında, aşağıdaki noktalar özetlenebilir:
Aşağıdaki şekilden de görülebileceği gibi, her iki koşul da kullanılmıştır. Gölgeli alan hem MOSFET hem de IGBT'nin seçilebileceğini, "?" ise mevcut işlemin ulaşamayacağı seviyeyi gösterir.
Genel olarak, MOSFET, birkaç yüz kHz ve MHz'e kadar frekanslarda çalışabilen iyi yüksek frekans özelliklerine sahip olmanın avantajlarına sahip olsa da, yüksek voltaj ve yüksek akım koşullarında yüksek direnç ve yüksek güç tüketimi gibi dezavantajları vardır. Bununla birlikte, IGBT, düşük frekans ve yüksek güçte mükemmel performansa, düşük direnç ve yüksek dayanım voltajına sahiptir.
MOS tüp ile IGBT tüp arasındaki farka bir bakalım.
MOS tüpü nedir?
FET'in iki ana türü vardır; bağlantı FET (JFET) ve yalıtımlı kapı FET (MOS). MOS, Çince'de tam adı metal oksit yarı iletken alan etkili transistör olan MOSFET'tir. Bu alan etkili transistörün kapısı yalıtkan bir katmanla izole edildiğinden buna yalıtılmış kapı alan etkili transistör de denir.
MOSFET, N-kanalı tükenme tipi ve geliştirme tipine ayrılabilir; P-hendek tükenme türü ve geliştirme türü.
MOSFET Kartı Bazı MOSFET'lerin içinde vücut diyotu veya parazitik diyot veya serbest dönen diyot olan bir diyot bulunur.
Parazit diyotların rolü hakkında iki açıklama vardır:
-
MOSFET'in parazit diyotu, VDD aşırı voltaj olduğunda MOS tüpünün yanmasını önlemek için kullanılır, çünkü aşırı voltaj MOS tüpüne zarar vermeden önce, diyot önce ters yönde bozulur ve büyük akım doğrudan zemin, böylece MOS tüpünün yanması önlenir.
-
MOS tüpünün kaynağı ve drenajı ters bağlandığında MOS tüpünün yanmasını önleyebilir ve ayrıca devre ters indüklenmiş voltaja sahip olduğunda ters indüklenen voltaj için bir yol sağlayabilir, böylece ters indüklenen voltajın MOS tüpünü kırıyor.
MOSFET, yüksek giriş empedansı, hızlı anahtarlama hızı, iyi termal kararlılık, voltaj kontrol akımı vb. özelliklere sahiptir. Devrelerde amplifikatör, elektronik anahtar vb. olarak kullanılabilir.
IGBT nedir?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), yalıtımlı kapılı bipolar transistör, transistör ve MOS transistörden oluşan kompozit bir yarı iletken cihazdır.
Yeni tip bir elektronik yarı iletken cihaz olan IGBT, yüksek giriş empedansı, voltaj kontrolü için düşük güç tüketimi, basit kontrol devresi, yüksek voltaj direnci, yüksek akım toleransı vb. özelliklere sahiptir ve çeşitli elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılır.
IGBT'lerin devre sembolleri henüz tek bir şemada yer almamaktadır. Şematik diyagram çizilirken genellikle triyot ve MOS tüp sembolleri kullanılmıştır.
Bu aşamada, şematik diyagramda işaretli modelden IGBT mi yoksa MOS tüp mü olduğuna karar verilebilir. Aynı zamanda, IGBT'nin gövde diyotu olup olmadığına dikkat edin. Şekilde işaretlenmemiş olması, olmadığı anlamına gelmez. Resmi verilerde özel bir talimat yoksa, bu diyot mevcuttur.
IGBT'nin iç gövde diyotu parazitik olmayıp, IGBT'nin hassas ters dayanım gerilimini (FWD (Free-wheeling diode)) korumak için özel olarak ayarlanmıştır.
IGBT'nin içinde gövde diyotu olup olmadığını anlamak zor değildir. IGBT'nin C ve E kutupları bir multimetre ile ölçülebilir. IGBT iyi durumdaysa ve ölçülen C ve E kutuplarının direnç değerleri sonsuzsa, IGBT'nin gövde diyotu yoktur. IGBT, AC motor, frekans dönüştürücü, anahtarlama güç kaynağı, aydınlatma devresi, çekiş tahriki vb. alanlarda kullanım için oldukça uygundur.
MOS transistör ve IGBT'nin yapısal özellikleri
MOS tüp ve IGBT tüpünün iç yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
MOSFET'in drenajına bir katman eklenerek IGBT oluşturulur. IGBT'nin ideal eşdeğer devresi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
IGBT aslında MOSFET ve transistör triyotun birleşimidir. MOSFET'in yüksek direnç dezavantajı vardır, ancak IGBT bu eksikliği giderir ve IGBT yüksek voltajda bile düşük direnç gösterir.
Ayrıca benzer güç kapasitesine sahip IGBT ve MOSFET'in hızı MOSFET'ten daha yavaş olabilir, çünkü IGBT'nin bir kapanma kuyruklanma süresi vardır ve IGBT'nin uzun kapanma kuyruklanma süresi nedeniyle ölü zamanı uzayacaktır, bu da anahtarlama frekansını etkileyecektir.
MOS tüp veya IGBT'yi seçin.
Devrede, güç anahtarlama tüpü olarak MOS tüp mü yoksa IGBT tüp mü seçileceği, mühendislerin sıklıkla karşılaştığı bir sorundur. Sistemin voltajı, akımı ve anahtarlama gücü gibi faktörler dikkate alındığında, aşağıdaki noktalar özetlenebilir:
Aşağıdaki şekilden de görülebileceği gibi, her iki koşul da kullanılmıştır. Gölgeli alan hem MOSFET hem de IGBT'nin seçilebileceğini, "?" ise mevcut işlemin ulaşamayacağı seviyeyi gösterir.
Genel olarak, MOSFET, birkaç yüz kHz ve MHz'e kadar frekanslarda çalışabilen iyi yüksek frekans özelliklerine sahip olmanın avantajlarına sahip olsa da, yüksek voltaj ve yüksek akım koşullarında yüksek direnç ve yüksek güç tüketimi gibi dezavantajları vardır. Bununla birlikte, IGBT, düşük frekans ve yüksek güçte mükemmel performansa, düşük direnç ve yüksek dayanım voltajına sahiptir.
MOSFET, anahtarlama güç kaynağı, balast, yüksek frekanslı indüksiyon ısıtma, yüksek frekanslı invertör kaynak makinesi, iletişim güç kaynağı ve diğer yüksek frekanslı güç kaynağı alanlarında kullanılır; IGBT, kaynak makinesi, invertör, frekans dönüştürücü, elektrokaplama elektrolitik güç kaynağı, ultrasonik indüksiyon ısıtma ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır.
İlgili Öneriler
粤公网安备44030002007346号