MOSFET และ IGBT แตกต่างกันอย่างไร? Olukey จะตอบคำถามของคุณ!

เนื่องจากองค์ประกอบการสลับ MOSFET และ IGBT มักปรากฏในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังมีลักษณะและพารามิเตอร์ลักษณะคล้ายคลึงกัน ฉันเชื่อว่าหลายๆ คนจะสงสัยว่าทำไมบางวงจรจึงต้องใช้ MOSFET ในขณะที่บางวงจรก็ใช้ ไอจีบีที?

ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคืออะไร? ต่อไป,โอลูกี้จะตอบคำถามของคุณ!

ก.คืออะไรมอสเฟต?

MOSFET ชื่อเต็มในภาษาจีนคือทรานซิสเตอร์สนามเอฟเฟกต์เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ เนื่องจากเกตของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามนี้ถูกแยกโดยชั้นฉนวน จึงเรียกว่าทรานซิสเตอร์สนามเอฟเฟกต์เกตที่หุ้มฉนวน MOSFET สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: "N-type" และ "P-type" ตามขั้วของ "channel" (ตัวพาการทำงาน) ซึ่งมักเรียกว่า N MOSFET และ P MOSFET

MOSFET นั้นมีไดโอดปรสิตของตัวเอง ซึ่งใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ MOSFET ไหม้เมื่อ VDD มีแรงดันไฟฟ้าเกิน เนื่องจากก่อนที่แรงดันไฟเกินจะสร้างความเสียหายให้กับ MOSFET ไดโอดจะพังทลายลงก่อนและนำกระแสขนาดใหญ่ลงกราวด์ ดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้ MOSFET ถูกไฟไหม้

IGBT คืออะไร?

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสมที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และ MOSFET

สัญลักษณ์วงจรของ IGBT ยังไม่รวมเป็นหนึ่งเดียว เมื่อวาดแผนผัง โดยทั่วไปจะยืมสัญลักษณ์ของไตรโอดและ MOSFET ในขณะนี้ คุณสามารถตัดสินได้ว่าเป็น IGBT หรือ MOSFET จากแบบจำลองที่ทำเครื่องหมายไว้ในแผนผัง

ในเวลาเดียวกันคุณควรใส่ใจด้วยว่า IGBT มีไดโอดตัวร่างกายหรือไม่ หากไม่ได้ทำเครื่องหมายไว้บนภาพ ก็ไม่ได้หมายความว่าไม่มีอยู่จริง ไดโอดนี้ยังมีอยู่ เว้นแต่ข้อมูลอย่างเป็นทางการจะระบุไว้เป็นอย่างอื่นโดยเฉพาะ ตัวไดโอดภายใน IGBT ไม่ใช่ปรสิต แต่ได้รับการตั้งค่าเป็นพิเศษเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับที่เปราะบางของ IGBT เรียกอีกอย่างว่า FWD (ไดโอดอิสระ)

โครงสร้างภายในของทั้งสองแตกต่างกัน

ขั้วทั้งสามของ MOSFET คือแหล่งกำเนิด (S), ท่อระบาย (D) และเกต (G)

เสาสามขั้วของ IGBT คือตัวสะสม (C), ตัวส่ง (E) และเกต (G)

IGBT ถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มชั้นเพิ่มเติมให้กับท่อระบายน้ำของ MOSFET โครงสร้างภายในของพวกเขามีดังนี้:

ฟิลด์แอปพลิเคชันของทั้งสองแตกต่างกัน

โครงสร้างภายในของ MOSFET และ IGBT แตกต่างกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดสาขาการใช้งาน

เนื่องจากโครงสร้างของ MOSFET มักจะสามารถบรรลุกระแสขนาดใหญ่ซึ่งสามารถเข้าถึง KA ได้ แต่ความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นนั้นไม่แข็งแกร่งเท่ากับ IGBT ขอบเขตการใช้งานหลักคือการสลับแหล่งจ่ายไฟ บัลลาสต์ เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่สูง เครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ความถี่สูง แหล่งจ่ายไฟเพื่อการสื่อสาร และสาขาแหล่งจ่ายไฟความถี่สูงอื่นๆ

IGBT สามารถผลิตพลังงาน กระแส และแรงดันไฟฟ้าได้มาก แต่ความถี่ไม่สูงเกินไป ปัจจุบันความเร็วในการเปลี่ยนยากของ IGBT สามารถเข้าถึง 100KHZ IGBT ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเชื่อม, อินเวอร์เตอร์, เครื่องแปลงความถี่, การชุบแหล่งจ่ายไฟด้วยไฟฟ้า, การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยอัลตราโซนิก และสาขาอื่นๆ

คุณสมบัติหลักของ MOSFET และ IGBT

MOSFET มีคุณลักษณะของความต้านทานอินพุตสูง ความเร็วสวิตชิ่งที่รวดเร็ว เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี กระแสควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฯลฯ ในวงจรสามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียง สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ และวัตถุประสงค์อื่น ๆ

ในฐานะอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์รูปแบบใหม่ IGBT มีคุณลักษณะของความต้านทานอินพุตสูง การใช้พลังงานควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำ วงจรควบคุมอย่างง่าย ความต้านทานไฟฟ้าแรงสูง และความทนทานต่อกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

วงจรสมมูลในอุดมคติของ IGBT แสดงในรูปด้านล่าง IGBT จริงๆ แล้วเป็นการผสมผสานระหว่าง MOSFET และทรานซิสเตอร์ MOSFET มีข้อเสียของการต้านทานแบบออนสูง แต่ IGBT สามารถเอาชนะข้อบกพร่องนี้ได้ IGBT ยังคงมีความต้านทานต่อไฟฟ้าแรงสูงต่ำ -

โดยทั่วไป ข้อดีของ MOSFET คือมีคุณสมบัติความถี่สูงที่ดีและสามารถทำงานที่ความถี่หลายร้อย kHz และสูงถึง MHz ข้อเสียคือค่าความต้านทานออนมีมากและสิ้นเปลืองพลังงานมากในสถานการณ์ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูง IGBT ทำงานได้ดีในสถานการณ์ความถี่ต่ำและพลังงานสูง โดยมีความต้านทานออนต่ำและแรงดันไฟฟ้าทนสูง

เลือก MOSFET หรือ IGBT

ในวงจรไม่ว่าจะเลือก MOSFET เป็นท่อจ่ายไฟหรือ IGBT ก็เป็นคำถามที่วิศวกรมักเจอ หากพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น แรงดัน กระแส และกำลังสวิตชิ่งของระบบ สามารถสรุปประเด็นต่อไปนี้ได้:

ผู้คนมักถามว่า "MOSFET หรือ IGBT ดีกว่าไหม" ในความเป็นจริงไม่มีความแตกต่างที่ดีหรือไม่ดีระหว่างทั้งสอง สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการดูการใช้งานจริง

หากคุณยังคงมีคำถามเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง MOSFET และ IGBT คุณสามารถติดต่อ Olukey เพื่อดูรายละเอียดได้

Olukey จัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์ WINSOK MOSFET แรงดันปานกลางและแรงดันต่ำเป็นหลัก ผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการทหาร บอร์ดควบคุม LED/LCD บอร์ดควบคุมมอเตอร์ การชาร์จอย่างรวดเร็ว บุหรี่ไฟฟ้า จอภาพ LCD อุปกรณ์จ่ายไฟ เครื่องใช้ในครัวเรือนขนาดเล็ก ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์ Bluetooth เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ อิเล็กทรอนิกส์ในยานพาหนะ ผลิตภัณฑ์เครือข่าย เครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ และผลิตภัณฑ์ดิจิทัลต่างๆ