Sự khác biệt giữa ống MOS và IGBT là gì?

Trang chủ Nhà báo Điểm nổi bật hàng ngày Sự khác biệt giữa ống MOS và IGBT là gì?

2022-03-17 1303

Trong mạch điện tử, bóng đèn MOS và bóng đèn IGBT thường xuất hiện, và cả hai đều có thể được sử dụng làm linh kiện đóng cắt. Bóng đèn MOS và bóng đèn IGBT có hình dáng và thông số đặc tính tương tự nhau. Vậy tại sao một số mạch lại sử dụng bóng đèn MOS, còn một số mạch lại sử dụng bóng đèn IGBT?

Chúng ta hãy cùng xem xét sự khác biệt giữa ống MOS và ống IGBT.

Ống MOS là gì?

Có hai loại FET chính là FET tiếp giáp (JFET) và FET cổng cách điện (MOS).MOS là MOSFET, tên đầy đủ của nó là bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại trong tiếng Trung. Bởi vì cổng của bóng bán dẫn hiệu ứng trường này được cách ly bởi một lớp cách điện nên nó còn được gọi là bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng cách điện.

MOSFET có thể được chia thành loại suy giảm kênh N và loại tăng cường; Loại cạn kiệt P-mương và loại tăng cường.
Công nghệ MOSFET
Một số MOSFET có một diode bên trong, đó là một diode cơ thể, hoặc một diode ký sinh hoặc một diode quay tự do.

Có hai cách giải thích về vai trò của điốt ký sinh:

Diode ký sinh của MOSFET được sử dụng để ngăn ống MOS bị cháy khi VDD quá điện áp, bởi vì trước khi quá điện áp gây hư hỏng ống MOS, trước tiên, diode sẽ bị hỏng ngược và dòng điện lớn đi thẳng vào mặt đất, do đó ngăn chặn ống MOS bị cháy.
Nó có thể ngăn ống MOS bị cháy khi nguồn và cống của ống MOS được kết nối ngược và cũng có thể cung cấp đường dẫn cho điện áp cảm ứng ngược khi mạch có điện áp cảm ứng ngược, để ngăn điện áp cảm ứng ngược từ xuyên qua ống MOS.

MOSFET có đặc tính trở kháng đầu vào cao, tốc độ chuyển mạch nhanh, ổn định nhiệt tốt, dòng điện điều khiển điện áp, v.v. Nó có thể được sử dụng làm bộ khuếch đại, công tắc điện tử, v.v. trong mạch điện.

IGBT là gì?

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), transistor lưỡng cực cổng cách điện, là một thiết bị bán dẫn tổng hợp được tạo thành từ transistor và transistor MOS.

Là một loại thiết bị bán dẫn điện tử mới, IGBT có các đặc điểm là trở kháng đầu vào cao, mức tiêu thụ điện năng thấp để điều khiển điện áp, mạch điều khiển đơn giản, điện trở cao, khả năng chịu dòng điện cao, v.v. và được sử dụng rộng rãi trong nhiều mạch điện tử khác nhau.

Ký hiệu mạch của IGBT cho đến nay vẫn chưa được thống nhất. Khi vẽ sơ đồ mạch, ký hiệu của triode và đèn MOS thường được mượn.
Lúc này, có thể đánh giá đó là đèn IGBT hay MOS dựa trên model được đánh dấu trên sơ đồ mạch. Đồng thời, hãy chú ý xem IGBT có diode thân hay không. Nếu không có đánh dấu trên hình, điều đó không có nghĩa là không có. Trừ khi dữ liệu chính thức có hướng dẫn đặc biệt, diode này vẫn tồn tại.

Điốt thân bên trong của IGBT không phải là loại ký sinh mà được thiết kế đặc biệt để bảo vệ điện áp ngược mong manh của IGBT, còn được gọi là FWD (Điốt tự do).

Việc xác định xem IGBT có diode thân hay không không khó. Có thể đo cực C và E của IGBT bằng đồng hồ vạn năng. Nếu IGBT hoạt động tốt và giá trị điện trở của cực C và E đo được là vô hạn, điều đó có nghĩa là IGBT không có diode thân. IGBT rất phù hợp để ứng dụng trong các lĩnh vực như động cơ AC, bộ biến tần, bộ nguồn đóng cắt, mạch chiếu sáng, truyền động kéo, v.v.

Đặc điểm cấu trúc của transistor MOS và IGBT

Cấu trúc bên trong của ống MOS và ống IGBT được thể hiện ở hình sau.

IGBT được hình thành bằng cách thêm một lớp vào cực thoát của MOSFET. Mạch tương đương lý tưởng của IGBT được thể hiện ở hình sau.
IGBT thực chất là sự kết hợp giữa MOSFET và transistor triode. MOSFET có nhược điểm là điện trở đóng cao, nhưng IGBT khắc phục được nhược điểm này, và IGBT vẫn có điện trở đóng thấp ở điện áp cao.

Ngoài ra, tốc độ của IGBT và MOSFET có cùng công suất có thể chậm hơn tốc độ của MOSFET, vì IGBT có thời gian tắt đuôi, và thời gian chết của IGBT sẽ kéo dài do thời gian tắt đuôi dài, do đó ảnh hưởng đến tần số chuyển mạch.

Chọn đèn MOS hoặc IGBT.

Trong mạch điện, việc lựa chọn bóng đèn MOS hay bóng đèn IGBT làm bóng đèn công tắc nguồn là một vấn đề mà các kỹ sư thường gặp phải. Nếu xem xét các yếu tố như điện áp, dòng điện và công suất đóng cắt của hệ thống, có thể tóm tắt các điểm sau:

Hình dưới đây cũng cho thấy điều kiện của cả hai đều được áp dụng. Vùng tô bóng cho biết cả MOSFET và IGBT đều có thể được chọn, còn dấu "?" cho biết mức mà quy trình hiện tại không thể đạt tới.

Nhìn chung, MOSFET có ưu điểm là đặc tính tần số cao tốt, có thể hoạt động ở tần số từ vài trăm kHz đến MHz, nhưng nhược điểm là điện trở đóng lớn và tiêu thụ điện năng lớn trong điều kiện điện áp và dòng điện cao. Tuy nhiên, IGBT có hiệu suất tuyệt vời ở tần số thấp và công suất cao, với điện trở đóng nhỏ và điện áp chịu đựng cao.

MOSFET được sử dụng trong nguồn điện chuyển mạch, chấn lưu, gia nhiệt cảm ứng tần số cao, máy hàn biến tần tần số cao, nguồn điện thông tin liên lạc và các lĩnh vực cung cấp điện tần số cao khác; IGBT được sử dụng rộng rãi trong máy hàn, biến tần, bộ biến tần, nguồn điện điện phân mạ điện, gia nhiệt cảm ứng siêu âm và các lĩnh vực khác.

Lọc mô hình vi sai và phân tích bộ lọc chế độ chung

Trang Tiếp

"Chế tạo chất bán dẫn Hualinkona" MOSFET silicon cacbua Xử lý ướt trước lò sau khi sản xuất