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  • IGBT與mos管的區別,優缺點介紹
    • 發布時間:2024-05-21 17:24:19
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    IGBT與mos管的區別,優缺點介紹
    MOS管和IGBT都是常見的開關管,常用在開關電源、變頻器、電動汽車等的電路板中。IGBT和MOS管的特性很相似,驅動方法也基本相同,絕大多數場合它們都是作為電子開關來使用。
    MOS管即MOSFET,又叫絕緣柵場效應管,是場效應管的一種類型。MOSFET又可分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。
    IGBT,絕緣柵雙極型晶體管,是由晶體三極管和MOS管組成的復合型半導體器件。IGBT的電路符號至今并未統一,畫原理圖時一般是借用三極管、MOS管的符號,這時可以從原理圖上標注的型號來判斷是IGBT還是MOS管。
    igbt和mos管的結構
    MOS管有一個柵極、源極和漏極,其結構如下圖所示:
    IGBT MOS管
    MOS管的工作原理基于場效應原理和金屬-氧化物-半導體結構,通過控制柵極電壓來調節MOS管的通道電阻和漏極電流,從而實現信號的放大和開關。
    IGBT結構由n型硅襯底、p型基區、n+型集電區和MOSFET柵極構成:
    IGBT MOS管
    與雙極晶體管類似,當p型基區和n+型集電區間的正向電壓增大時,少數載流子開始注入p型基區,同時由于MOSFET柵極的控制,使得整個器件能夠更快、更準確地切換。在導通狀態下,整個器件的電壓降很小,功耗也較低。而在截止狀態下,器件的導通電阻非常大,幾乎不導電。
    其工作原理是結合了MOSFET和雙極晶體管的特點,既有MOSFET輸入電阻低的優點,又有雙極晶體管輸出電流大的特點。
    從管腳來看,IGBT的3個管腳(正面)依次為柵極、集電極和發射極,MOS管的3個管腳(正面)依次為柵極、漏極和源極。從柵極管腳上可以看出,IGBT和MOS管都屬于絕緣柵型管,而IGBT的另2個管腳“集電極和發射極”顯然和三極管的管腳相同。
    IGBT MOS管
    igbt和mos管的區別
    結構不同:MOS管是一種場效應管,由柵極、漏極和源極組成,柵極和漏極之間是一個p型或n型溝道。而IGBT是由一個n型溝道和一個pnp結構組成,它由一個門極、一個集電極和一個發射極組成,其中集電極和發射極之間是一個n型溝道。
    工作原理不同:MOS管的柵極電壓控制通道電阻,從而控制漏極電流;而IGBT的控制極(門極)控制n型溝道的導電性質,從而控制集電極和發射極之間的導通電阻,從而控制集電極電流。
    導通電阻不同:IGBT的導通電阻比MOS管小,因此IGBT在高壓、高電流的應用場合中更為常用。同時,IGBT在導通電阻小的情況下也具有較高的開關速度,因此在高頻開關應用中也有廣泛應用。
    驅動電路復雜度不同:由于IGBT的電壓和電流的極值較大,因此需要較復雜的驅動電路才能確保其可靠性和穩定性。而MOS管的驅動電路相對簡單。
    成本不同:MOS管的成本通常比IGBT低,因為MOS管的制造工藝更為成熟,而IGBT的制造工藝和材料成本相對較高。
    igbt和mos管的優缺點
    MOS的應用,在中小功率中比較占優勢,特別是高的開關頻率。
    IGBT的應用,在大功率應用中占優勢,因為Vce在高壓大電流的時候損耗比MOS的Rdson的低。但是IGBT的開關損耗比較大,所以目前仍舊在一些中低頻應用比較多,集中在20KHz左右。
    MOSFET優點是高頻特性好,工作頻率高,缺點是導通電阻大,在高壓大電流場合功耗較大;IGBT在低頻及較大功率場合下表現卓越,其導通電阻小,耐壓高。
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