mosfet和igbt的優(yōu)缺點(diǎn),mosfet和igbt區(qū)別-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2025-02-17
場(chǎng)效應(yīng)管有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）兩種類(lèi)型。MOS管即MOSFET，中文全稱(chēng)是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，由于這種場(chǎng)效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離，所以又叫絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。MOSFET又可分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。
特點(diǎn)：輸入阻抗高、開(kāi)關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性，一般用作放大器、電子開(kāi)關(guān)等用途。
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由晶體三極管和MOS管組成的復(fù)合型半導(dǎo)體器件。
特點(diǎn)：入阻抗高，電壓控制功耗低，控制電路簡(jiǎn)單，耐高壓，承受電流大等。常用于應(yīng)用于如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
MOS管和IGBT管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示：
IGBT是通過(guò)在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。
IGBT實(shí)際就是MOSFET和晶體管三極管的組合，MOSFET存在導(dǎo)通電阻高的缺點(diǎn)，但I(xiàn)GBT克服了這一缺點(diǎn)，在高壓時(shí)IGBT仍具有較低的導(dǎo)通電阻。
另外，相似功率容量的IGBT和MOSFET，IGBT的速度可能會(huì)慢于MOSFET，因?yàn)镮GBT存在關(guān)斷拖尾時(shí)間，由于IGBT關(guān)斷拖尾時(shí)間長(zhǎng)，死區(qū)時(shí)間也要加長(zhǎng)，從而會(huì)影響開(kāi)關(guān)頻率。
工作原理
MOSFET：由源極、漏極和柵極端子組成，是通過(guò)改變柵極電壓來(lái)控制漏極和源極之間的電流。
當(dāng)柵極電壓為正時(shí)，N型區(qū)會(huì)形成一個(gè)導(dǎo)電通道，電流從漏極流向源極；當(dāng)柵極電壓為負(fù)時(shí)，通道被截止，電流無(wú)法通過(guò)。
IGBT：由發(fā)射極、集電極和柵極端子組成，是通過(guò)控制柵極電壓來(lái)控制集電極和發(fā)射極之間的電流。
當(dāng)柵極電壓為正時(shí)，P型區(qū)中會(huì)向N型區(qū)注入電子，形成一個(gè)導(dǎo)電通道，電流從集電極流向發(fā)射極；當(dāng)柵極電壓為負(fù)時(shí)，通道被截止，電流則無(wú)法通過(guò)。
mosfet優(yōu)點(diǎn)
高開(kāi)關(guān)速度：MOSFET的開(kāi)關(guān)速度非常快，適用于高頻應(yīng)用，如開(kāi)關(guān)電源、逆變器等。
低導(dǎo)通壓降：在導(dǎo)通狀態(tài)下，MOSFET的壓降較低，特別是在低壓應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電能轉(zhuǎn)換。
高輸入阻抗：MOSFET的輸入阻抗非常高，對(duì)外部電路的影響小，易于與各種電路集成。
低功耗：在正常工作狀態(tài)下，MOSFET的功耗相對(duì)較低，且當(dāng)MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，幾乎沒(méi)有漏電流，有助于降低整體電路的功耗。
低噪聲：MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其具有較低的噪聲水平，適合需要高精度和低噪聲的應(yīng)用。
mosfet缺點(diǎn)
耐壓能力有限：MOSFET的耐壓能力沒(méi)有IGBT強(qiáng)，通常適用于較低電壓的應(yīng)用。
電流承受能力有限：雖然MOSFET可以做到很大的電流，但其電流承受能力不如IGBT。
igbt優(yōu)點(diǎn)
高效率：IGBT具有較低的導(dǎo)通電阻，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的功率調(diào)節(jié)。
大電流承受能力：IGBT能夠承受較大的電流和電壓，適用于高功率應(yīng)用和高電壓應(yīng)用。
高速開(kāi)關(guān)：雖然其開(kāi)關(guān)速度略低于MOSFET，但I(xiàn)GBT仍能在短時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)關(guān)操作，適用于中低頻電路。
良好的熱導(dǎo)性：IGBT具有較好的熱導(dǎo)性能，可以在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。
絕緣性強(qiáng)：IGBT內(nèi)外殼具有較好的絕緣性能，可以避免電磁干擾和其他電氣問(wèn)題，提高系統(tǒng)的安全性。
igbt缺點(diǎn)
開(kāi)關(guān)速度較慢：與MOSFET相比，IGBT的開(kāi)關(guān)速度較慢，不適合高頻應(yīng)用。
充電時(shí)間較長(zhǎng)：IGBT的充電時(shí)間較長(zhǎng)，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成開(kāi)關(guān)操作。
死區(qū)問(wèn)題：由于體二極管的存在，IGBT在開(kāi)關(guān)過(guò)程中可能存在電流波動(dòng)，影響系統(tǒng)性能。
溫度變化敏感：IGBT的性能受溫度影響較大，需要在使用中注意溫度控制。
成本較高：作為一種高性能器件，IGBT的成本相對(duì)較高。
MOSFET高頻特性好，可以工作頻率可以達(dá)到幾百kHz、上MHz，缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻大在高壓大電流場(chǎng)合功耗較大；而IGBT在低頻及較大功率場(chǎng)合下表現(xiàn)卓越，其導(dǎo)通電阻小，耐壓高。
MOSFET應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、高頻感應(yīng)加熱、高頻逆變焊機(jī)、通信電源等高頻電源領(lǐng)域；IGBT集中應(yīng)用于焊機(jī)、逆變器、變頻器、電鍍電解電源、超音頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域。
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