Unterschied zwischen IGBT und MOSFET

Die bipolaren Transistoren waren der einzige reale Stromtransistor, bis die sehr effizienten MOSFETs in den frühen 1970er Jahren kamen. Die BJTs haben seit ihrer Gründung Ende 1947 wichtige Verbesserungen seiner elektrischen Leistung durchlaufen und sind immer noch in elektronischen Schaltungen häufig eingesetzt. Die bipolaren Transistoren weisen relativ langsame Abbausmerkmale auf und weisen einen negativen Temperaturkoeffizienten auf. MOSFETs sind jedoch Geräte, die eher spannungsgesteuert als aktuell kontrolliert sind. Sie haben einen positiven Temperaturkoeffizienten für den Widerstand. Dann kamen IGBTs Ende der 1980er Jahre ins Bild. Die IGBT ist im Grunde eine Kreuzung zwischen den bipolaren Transistoren und MOSFETs und ist auch spannungsgesteuert wie MOSFETs. Dieser Artikel zeigt einige wichtige Punkte, in denen die beiden Geräte verglichen werden.

Was ist ein MOSFET?

MOSFET, kurz für den Transistor „Metalloxid Semiconductor Field Effect“, ist eine spezielle Art von Feldeffekttransistor, die in sehr großen integrierten Schaltungen häufig verwendet wird. Es handelt sich um ein Vier-terminaler Halbleitergerät, das sowohl analoge als auch digitale Signale steuert. Das Tor befindet sich zwischen Quelle und Abfluss und wird durch eine dünne Metalloxidschicht isoliert, die verhindert, dass der Strom zwischen dem Tor und dem Kanal fließt. Die Technologie wird jetzt in allen Arten von Halbleitergeräten verwendet, um schwache Signale zu verstärken.

Was ist ein IGBT?

IGBT, steht für den „isolierten Gate-Bipolartransistor“, ist ein Drei-terminaler Halbleitervorrichtung, das die Stromversorgung eines bipolaren Transistors mit einer einfachen Kontrolle der eines MOSFET kombiniert. Sie sind ein relativ neues Gerät in der Leistungselektronik, die typischerweise als elektronischer Schalter in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, von mittleren bis ultrahosen Stromanwendungen, wie z. Seine Struktur ist fast identisch mit der eines MOSFET, mit Ausnahme des zusätzlichen P -Substrats unter dem N -Substrat.

Unterschied zwischen IGBT und MOSFET

1. Basis von IGBT und MOSFET

IGBT steht für den bipolaren Transistor isoliert-Gate. Beide sind jedoch spannungsgesteuerte Halbleitergeräte, die am besten in SMPS-Anwendungen (Switch-Modus-Stromversorgung) funktionieren. IGBTs sind aktuelle Torhüter, die die Vorteile eines BJT und MOSFET für die Verwendung in Stromversorgungs- und Motorkontrollschaltungen kombinieren. MOSFET ist eine spezielle Art von Feldeffekttransistor, bei der die angelegte Spannung die Leitfähigkeit eines Geräts bestimmt.

2. Arbeitsprinzip von IGBT und MOSFET

Ein IGBT ist im Wesentlichen ein MOSFET. MOSFET arbeitet im Allgemeinen durch elektronisch variieren die Breite des Kanals durch die Spannung an einer Elektrode, die als Gate zwischen der Quelle und dem Abfluss befindet und durch eine dünne Schicht Siliziumoxid isoliert ist. Ein MOSFET kann auf zwei Arten funktionieren: Depletion -Modus und Verbesserungsmodus.

3. Eingabeimpedanz von IGBT und MOSFET

Ein IGBT ist eine spannungsgesteuerte bipolare Vorrichtung mit hoher Eingangsimpedanz und großer Stromhandhabungsfähigkeit eines bipolaren Transistors. Sie können im Vergleich zu aktuellen kontrollierten Geräten in hohen Stromanwendungen leicht zu steuern sein. MOSFETs erfordern fast keinen Eingangsstrom, um den Laststrom zu steuern, wodurch sie dank der Isolationsschicht zwischen dem Gate und dem Kanal an der Gate -Klemme widerstandsfähiger werden. Die Schicht besteht aus Siliziumoxid, das einer der besten Isolatoren ist. Es blockiert die angelegte Spannung mit Ausnahme eines kleinen Leckstroms effizient.

4. Schadenswiderstand

MOSFETs sind anfälliger für elektrostatische Entladung (ESD), da die hohe Eingangsimpedanz der MOS -Technologie in einem MOSFET die Ladung nicht kontrollierter aufgelöst hat. Der zusätzliche Siliziumoxid -Isolator reduziert die Kapazität des Tors, wodurch es gegen die sehr hohen Spannungsspitzen anfällig ist, die die inneren Komponenten unvermeidlich schädigen. MOSFETs sind sehr empfindlich gegenüber ESDs. Die IGBTs der dritten Generation kombiniert die Spannungsantriebseigenschaften eines MOSFET mit der geringen Aufnahmbarkeit eines bipolaren Transistor.

5. Anwendungen von IGBT und MOSFET

MOSFET -Geräte werden häufig zum Schalten und Verstärken elektronischer Signale in elektronischen Geräten verwendet, typischerweise für hochrauschige Anwendungen. Die meiste Anwendung eines MOSFET ist im Switch -Modus -Stromversorgungen und können in Verstärkern der Klasse D verwendet werden. Sie sind der häufigste Transistor für Feldeffekte und können sowohl in analogen als auch in digitalen Schaltungen verwendet werden. IGBTs dagegen werden in mittel- bis ultra-Hochleistungsanwendungen wie Netzteil, Induktionsheizung und Traktionsmotorsteuerung verwendet. Es wird als wichtige Komponente in modernen Geräten wie Elektroautos, Lampenballasts und VFDs verwendet (variable Frequenzantriebe).

IGBT vs. MOSFET: Vergleichstabelle

Zusammenfassung von IGBT vs. Mosfet

Obwohl sowohl IGBT als auch MOSFET spannungsgesteuerte Halbleitergeräte sind. Mit der Verbreitung von Auswahlmöglichkeiten zwischen den beiden Geräten wird es immer schwieriger, das beste Gerät basierend auf ihren Anwendungen zu wählen. MOSFET ist ein Vier-terminaler Halbleitergerät.