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简单说MOSFET 和 IGBT区别
6072 2023-09-09

工作原理和结构

MOSFET 是金属氧化物半导体场效应晶体管的简称。它是一种电压控制型的器件,即通过控制栅极电压来控制漏极电流。MOSFET 的结构可以分为增强型和耗尽型两种,增强型 MOSFET 在栅极电压为零时是截止的,需要加上一定的正向或反向电压才能导通;耗尽型 MOSFET 在栅极电压为零时是导通的,需要加上一定的反向或正向电压才能截止。MOSFET 的主要优点是开关速度快,开关损耗小,输入电容小,驱动简单,但是也有一些缺点,如导通电阻大,导通损耗大,抗击穿能力弱,不适合高压高电流的应用。

IGBT 是绝缘栅双极晶体管的简称,它是一种电流控制型的器件,即通过控制栅极电流来控制集电极电流。IGBT 的结构是在 MOSFET 的基础上增加了一个 P 型衬底层,形成了一个 PNP 型双极晶体管。IGBT 的主要优点是导通电阻小,导通损耗小,抗击穿能力强,适合高压高电流的应用,但是也有一些缺点,如开关速度慢,开关损耗大,输入电容大,驱动复杂。

开关特性

MOSFET 的开关速度较快,但是存在反向恢复电流,导致开通损耗增大。IGBT 的开关速度较慢,但是没有反向恢复电流,因此开通损耗较小。在高频应用中,MOSFET 的开关损耗较小,而 IGBT 的开关损耗较大。

导通特性

MOSFET 的导通电阻与温度成正比,因此温度升高时,导通损耗增大。IGBT 的导通电压与温度成反比,因此温度升高时,导通损耗减小。在低压应用中,MOSFET 的导通损耗较小,而 IGBT 的导通损耗较大。

安全工作区

MOSFET 的安全工作区受到二极管的限制,不能承受反向电压。IGBT 的安全工作区受到晶体管的限制,不能承受过大的电流。在高压应用中,MOSFET 的安全工作区较小,而 IGBT 的安全工作区较大。

驱动电路

MOSFET 是电压控制器件,需要提供恒定的栅极电压来驱动。IGBT 是电流控制器件,需要提供恒定的栅极电流来驱动。因此,MOSFET 的驱动电路较简单,而 IGBT 的驱动电路较复杂。

应用范围

MOSFET 适用于低压高频的场合,如开关电源,逆变器等。IGBT 适用于高压低频的场合,如电机控制,变频器等。

综上所述,MOSFET 和 IGBT 在不同的应用场合有着各自的优缺点。如果应用场合是低压高频的,需要快速开关和较小的开关损耗,可以选择 MOSFET;如果应用场合是高压低频的,需要较小的导通电阻和较大的抗击穿能力,可以选择 IGBT。在实际应用中,还需要考虑其他因素,如成本,可靠性等,综合考虑后选择合适的器件。