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怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管 明明白白看清楚-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2020-06-10 

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怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管 明明白白看清楚

怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管

怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管,在電子電路中,MOS管和IGBT管會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),它們都可以作為開關(guān)元件來(lái)使用,MOS管和IGBT管在外形及特性參數(shù)也比較相似,那為什么有些電路用MOS管?而有些電路用IGBT管?下面我們就來(lái)了解一下,怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管吧!


什么是MOS管?

怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管。場(chǎng)效應(yīng)管主要有兩種類型,分別是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)。

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MOS管即MOSFET,中文全稱是金屬-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。

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有的MOSFET內(nèi)部會(huì)有個(gè)二極管,這是體二極管,或者叫寄生二極管、續(xù)流二極管。

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關(guān)于寄生二極管的作用,有兩種解釋:

1、MOSFET的寄生二極管,作用是防止VDD過(guò)壓的情況下,燒壞MOS管,因?yàn)樵谶^(guò)壓對(duì)MOS管造成破壞之前,二極管先反向擊穿,將大電流直接到地,從而避免MOS管被燒壞。


2、防止MOS管的源極和漏極反接時(shí)燒壞MOS管,也可以在電路有反向感生電壓時(shí),為反向感生電壓提供通路,避免反向感生電壓擊穿MOS管。MOSFET具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。


什么是IGBT?

怎樣區(qū)分場(chǎng)效應(yīng)管與IGBT管詳解。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。IGBT作為新型電子半導(dǎo)體器件,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡(jiǎn)單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電子電路中獲得極廣泛的應(yīng)用。

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IGBT的電路符號(hào)至今并未統(tǒng)一,畫原理圖時(shí)一般是借用三極管、MOS管的符號(hào),這時(shí)可以從原理圖上標(biāo)注的型號(hào)來(lái)判斷是IGBT還是MOS管。同時(shí)還要注意IGBT有沒(méi)有體二極管,圖上沒(méi)有標(biāo)出并不表示一定沒(méi)有,除非官方資料有特別說(shuō)明,否則這個(gè)二極管都是存在的。

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IGBT內(nèi)部的體二極管并非寄生的,而是為了保護(hù)IGBT脆弱的反向耐壓而特別設(shè)置的,又稱為FWD(續(xù)流二極管)。判斷IGBT內(nèi)部是否有體二極管也并不困難,可以用萬(wàn)用表測(cè)量IGBT的C極和E極,如果IGBT是好的,C、E兩極測(cè)得電阻值無(wú)窮大,則說(shuō)明IGBT沒(méi)有體二極管。IGBT非常適合應(yīng)用于如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。


MOS管和IGBT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

MOS管和IGBT管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。

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IGBT是通過(guò)在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。IGBT的理想等效電路如下圖所示,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。

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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)影響開關(guān)頻率。


選擇MOS管還是IGBT?

在電路中,選用MOS管作為功率開關(guān)管還是選擇IGBT管,這是工程師常遇到的問(wèn)題,如果從系統(tǒng)的電壓、電流、切換功率等因素作為考慮,可以總結(jié)出以下幾點(diǎn):

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也可從下圖看出兩者使用的條件,陰影部分區(qū)域表示MOSFET和IGBT都可以選用,“?”表示當(dāng)前工藝還無(wú)法達(dá)到的水平。

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總的來(lái)說(shuō),MOSFET優(yōu)點(diǎn)是高頻特性好,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。


MOS管和IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同決定應(yīng)用領(lǐng)域的不同

1、由于MOSFET的結(jié)構(gòu),通常它可以做到電流很大,可以到上KA,但是前提耐壓能力沒(méi)有IGBT強(qiáng)。


2,IGBT可以做很大功率,電流和電壓都可以,就是一點(diǎn)頻率不是太高,目前IGBT硬開關(guān)速度可以到100KHZ,那已經(jīng)是不錯(cuò)了.不過(guò)相對(duì)于MOSFET的工作頻率還是九牛一毛,MOSFET可以工作到幾百KHZ,上MHZ,以至幾十MHZ,射頻領(lǐng)域的產(chǎn)品。


3,就其應(yīng)用,根據(jù)其特點(diǎn):MOSFET應(yīng)用于開關(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 。


開關(guān)電源 (Switch Mode Power Supply;SMPS) 的性能在很大程度上依賴于功率半導(dǎo)體器件的選擇,即開關(guān)管和整流器。雖然沒(méi)有萬(wàn)全的方案來(lái)解決選擇IGBT還是MOSFET的問(wèn)題,但針對(duì)特定SMPS應(yīng)用中的IGBT 和 MOSFET進(jìn)行性能比較,確定關(guān)鍵參數(shù)的范圍還是能起到一定的參考作用。


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