MOS管和IGBT有什么区别?
2022-03-16 301

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在电子电路中,MOS管和IGBT管经常出现。它们都可以用作开关元件。MOS管和IGBT管的外观和特性参数也比较相似。那么,为什么有些电路使用MOS管,而有些电路使用IGBT管呢?  
让我们来看看MOS管和IGBT管的区别!  
                 

什么是MOS管


场效应晶体管主要有两种类型,即结型场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(MOS管)。  
MOS管就是MOSFET,它的中文全称是金属氧化物半导体场效应晶体管。由于这种场效应管的栅极由绝缘层隔离,因此也称为绝缘栅场效应晶体管。  
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MOSFET 可以分为四类:N 沟道耗尽型和增强型;P 沟道耗尽型和增强型。  
  66.jpg   MOSFET 类型和电路符号  
有些 MOSFET 内部有一个二极管,它是体二极管、寄生二极管或续流二极管。  
  寄生二极管的作用有两种解释:  
  • MOSFET 的寄生二极管用于防止 MOSFET 管在 VDD 过压时烧毁,因为在过压损坏 MOSFET 管之前,二极管会先反向击穿并将大电流导向地,从而防止 MOSFET 管烧毁。
  • 当MOS管的源极和漏极反接时,它可以防止MOS管烧毁。当电路中存在反向感应电压时,它还可以为反向感应电压提供通路,从而防止反向感应电压击穿MOS管。

MOSFET具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特点。在电路中,它可以用作放大器、电子开关等。  
                 

什么是IGBT


IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种由晶体管和MOS管组成的化合物半导体器件。    
作为一种新型的电子半导体器件,IGBT具有输入阻抗高、电压控制功耗低、控制电路简单、耐压高、电流容限大等特点,已被广泛应用于各种电子电路中。  
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IGBT的电路符号尚未统一。绘制原理图时,通常会借用三极管和MOS管的符号。此时,可以根据原理图上标注的型号来判断是IGBT还是MOS管。  
同时,您还应该注意IGBT是否有体二极管。如果图片上没有标注,并不代表它不存在。除非官方数据另有明确说明,否则该二极管是存在的。  
  图片  
IGBT内部的体二极管并非寄生二极管,而是专门用于保护IGBT脆弱的反向耐受电压。它也被称为续流二极管(FWD)。  
判断IGBT内部是否存在体二极管并不难。可以使用万用表测量IGBT的C极和E极的电阻值。如果IGBT工作正常,且C极和E极的电阻值均为无穷大,则说明IGBT内部没有体二极管。  
IGBT 非常适合应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引驱动等领域。  
                 

MOS管和IGBT的结构特性


下图显示了MOS管和IGBT管的内部结构。  
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IGBT 是通过在 MOSFET 的漏极上添加一层而制成的。  
下图所示为IGBT的理想等效电路。IGBT实际上是MOSFET和晶体管的组合。MOSFET的缺点是导通电阻高,而IGBT克服了这一缺点。IGBT在高电压下仍然具有低导通电阻。  55.jpg  
此外,对于功率容量相近的IGBT和MOSFET,IGBT的响应速度可能比MOSFET慢,因为IGBT存在关断拖尾时间。由于IGBT的关断拖尾时间较长,死区时间也会延长,从而影响开关频率。  
                 

选择MOS管或IGBT


在电路设计中,功率开关管的选择是采用MOS管还是IGBT管是工程师经常遇到的问题。如果考虑系统的电压、电流和开关功率等因素,可以总结出以下几点:
 

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您还可以从下图看到两者的使用条件。阴影区域表示 MOSFET 和 IGBT 均可选用,“?”表示当前工艺无法达到的电平。  
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一般来说,MOSFET的优点在于其具有良好的高频特性,可在数百kHz甚至兆赫兹的频率下工作。缺点是导通电阻较大,在高电压、大电流情况下功耗较高。而IGBT则在低频、高功率应用中表现出色,具有导通电阻小、耐压高的特点。  
MOSFET 用于开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域;IGBT 主要用于焊机、逆变器、变频器、电镀电解电源、超声波感应加热等领域。


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