Skillnad mellan IGBT och MOSFET

Huvudskillnad - IGBT vs MOSFET

IGBT och MOSFET är två olika typer av transistorer som används inom elektronikindustrin. I allmänhet är MOSFET bättre lämpade för lågspänning, snabbkopplingsapplikationer, medan IGBTS är mer lämpade för högspänning, långsamkopplingsapplikationer. De huvudskillnad mellan IGBT och MOSFET är det att IGBT har ytterligare p-n korsning jämfört med MOSFET, vilket ger den egenskaperna hos både MOSFET och BJT.

Vad är en MOSFET

MOSFET står för Halogenlederfälttransistor med metalloxid. En MOSFET består av tre terminaler: a källa (S), a dränera (D) och a Port (G). Flödet av laddningsbärare från källan till avloppet kan styras genom att ändra spänningen som appliceras på porten. Diagrammet visar en schema över en MOSFET:

Strukturen av en MOSFET

B på diagrammet kallas kroppen; Men i allmänhet är kroppen ansluten till källan, så att i själva MOSFET visas bara tre terminaler.

I nMOSFETs, omgivande källan och avloppet är n-typ halvledare (se ovan). För att kretsen ska vara fullständig måste elektroner strömma från källa till dränering. Men de två n-typregioner separeras av en region av p-typ substrat, som bildar en uttömningsregion med n-typ material och förhindrar strömflöde. Om porten ges en positiv spänning, drar den elektroner från substratet mot sig själv och bildar a kanalisera: en region av n-typ ansluta n-skriv områden av källan och avloppet. Elektroner kan nu strömma genom denna region och genomföra ström.

I PMOSFETs, operationen är liknande, men källan och avloppet är i p-typ regioner istället, med substratet i n-typ. Laddningsbärarna i pMOSFET är hål.

en kraft MOSFET har en annan struktur. Det kan bestå av många celler, varje cell har MOSFET-regioner. Strukturen hos en cell i en kraft MOSFET ges nedan:

Strukturen av en MOSFET-ström

Här strömmar elektroner från källan till avloppet via banan som visas nedan. På vägen upplever de en betydande mängd motstånd eftersom de strömmar genom regionen som visas som N^-.

Några power MOSFETs, visas tillsammans med en matchstick för storleksjämförelse.

Vad är en IGBT? 

IGBT står för "Isolerad Gate Bipolär Transistor”. En IGBT har en struktur som är ganska lik den för en Power MOSFET. Men n-typ N⁺ region av kraften MOSFET ersätts här av a p-skriv P⁺ område:

Strukturen av en IGBT

Observera att namnen på de tre terminalerna är lite annorlunda jämfört med namnen som anges för MOSFET. Källan blir en emitter och avloppet blir a samlare. Elektronerna flyter på samma sätt via en IGBT som de gjorde i en MOSFET-ström. Hålen från P⁺ regionen diffunderar in i N^- region, vilket minskar det motstånd som upplevs av elektronerna. Detta gör IGBTs lämpliga att användas med mycket högre spänningar.

Observera att det finns två p-n korsningar nu, och så ger IGBT några egenskaper hos en bipolär förbindelsestransistor (BJT). Att ha transistoregenskapen gör den tid det tar för en IGBT att stänga av längre jämfört med en ström MOSFET; Detta är dock fortfarande snabbare än den tid som en BJT tar.

För några decennier sedan var BJTs den mest använda typen av transistor. Nuförtiden är MOSFETS den vanligaste typen av transistor. Användningen av IGBT för högspänningstillämpningar är också ganska vanligt.

Skillnad mellan IGBT och MOSFET

Antalet p-n korsningar

MOSFETs har en p-n korsning.

IGBT ha två p-n korsningar.

Maximal spänning

Jämförelsevis, MOSFETs kan inte hantera spänningar så höga som de som hanteras av en IGBT.

IGBT har förmåga att hantera högre spänningar eftersom de har ytterligare p område.

Växlingstider

Växlingstider för MOSFETs är relativt snabbare.

Växlingstider för IGBT är relativt långsammare.

referenser

MOOC SHARE. (2015, 6 februari). Power Electronic Lesson: 022 Power MOSFETs. Hämtad den 2 september 2015 från YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=RSd9YR42niY

MOOC SHARE. (2015, 6 februari). Power Electronic Lesson: 024 BJT och IGBT. Hämtad den 2 september 2015 från YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=p62VG9Y8Pss

Image Courtesy

"MOSFET-struktur" av Brews ohare (eget arbete) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Tvärsnitt av en klassisk Vertikal Diffused Power MOSFET (VDMOS)." Av Cyril BUTTAY (eget arbete) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Två MOSFET i D2PAK-paketet. Dessa är 30-A, 120-V-värderade vardera. "Av Cyril BUTTAY (eget arbete) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Tvärsnitt av en klassisk isolerad portbipolär transistor (IGBT) av Cyril BUTTAY (eget arbete) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons