Unterschied zwischen IGBT und MOSFET
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Hauptunterschied - IGBT vs. MOSFET
IGBT und MOSFET sind zwei verschiedene Arten von Transistoren, die in der Elektronikindustrie verwendet werden. Im Allgemeinen eignen sich MOSFETs besser für schnell schaltende Anwendungen mit niedriger Spannung, während IGBTS besser für langsam schaltende Anwendungen mit hoher Spannung geeignet sind. Das Hauptunterschied zwischen IGBT und MOSFET liegt das IGBT hat einen zusätzlichen p-n Verbindung im Vergleich zu MOSFET, was ihm die Eigenschaften von MOSFET und BJT verleiht.
Was ist ein MOSFET?
MOSFET steht für Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor. Ein MOSFET besteht aus drei Anschlüssen: a Quelle (S), a ablassen (D) und a Tor (G). Der Fluss der Ladungsträger von der Quelle zum Drain kann durch Ändern der an das Gate angelegten Spannung gesteuert werden. Das Diagramm zeigt eine schematische Darstellung eines MOSFET:
Die Struktur eines MOSFET
Das B im Diagramm wird Körper genannt; Im Allgemeinen ist der Körper jedoch mit der Source verbunden, so dass im tatsächlichen MOSFET nur drei Anschlüsse erscheinen.
Im nMOSFETs, um die Quelle und den Abfluss herum n-Typ Halbleiter (siehe oben). Damit der Stromkreis vollständig ist, müssen Elektronen von der Quelle zum Drain fließen. Die beiden jedoch n-Typregionen sind durch eine Region von getrennt p-Art Substrat, das bildet einen Verarmungsbereich mit der n-Materialien und verhindern einen Stromfluss. Wenn das Gate mit einer positiven Spannung beaufschlagt wird, zieht es Elektronen aus dem Substrat zu sich hin und bildet eine Kanal: eine Region von n-Geben Sie den Typ ein n-Typ Regionen der Source und des Drains. Elektronen können nun durch diesen Bereich fließen und Strom leiten.
Im pMOSFETs ist die Operation ähnlich, aber die Source und der Drain sind in p-Geben Sie stattdessen Regionen ein, mit dem Substrat in n-Art. Die Ladungsträger in pMOSFETs sind Löcher.
EIN Leistung MOSFET hat eine andere Struktur. Es kann aus vielen bestehen Zellen, jede Zelle hat MOSFET-Bereiche. Die Struktur einer Zelle in einem Leistungs-MOSFET ist nachstehend angegeben:
Die Struktur eines Leistungs-MOSFET
Hier fließen Elektronen von der Quelle zum Drain über den unten gezeigten Pfad. Auf dem Weg erfahren sie einen erheblichen Widerstand, wenn sie durch die als N dargestellte Region fließen-.
Einige Power-MOSFETs, zusammen mit einem Streichholz zum Größenvergleich.
Was ist ein IGBT?
IGBT steht für “Bipolarer Transistor mit isoliertem Gate“. Ein IGBT hat eine ähnliche Struktur wie ein Leistungs-MOSFET. Jedoch die n-Typ N+ Bereich des Leistungs-MOSFET wird hier durch a ersetzt p-Typ P+ Region:
Die Struktur eines IGBT
Es ist zu beachten, dass die Namen, die den drei Terminals gegeben werden, sich geringfügig von den Namen des MOSFET unterscheiden. Die Quelle wird zu einem Emitter und der Abfluss wird zu einem Kollektor. Elektronen fließen auf die gleiche Weise über einen IGBT wie in einem Leistungs-MOSFET. Die Löcher aus dem P+ Region diffundieren in die N- Bereich, wodurch der Widerstand der Elektronen verringert wird. Dies macht IGBTs für den Einsatz mit viel höheren Spannungen geeignet.
Beachten Sie, dass es gibt zwei p-n Übergänge jetzt, und das gibt dem IGBT einige Eigenschaften eines Bipolar-Junction-Transistors (BJT). Durch die Transistoreigenschaft dauert es länger, bis ein IGBT ausgeschaltet wird, verglichen mit einem Leistungs-MOSFET. Dies ist jedoch immer noch schneller als die Zeit, die ein BJT benötigt.
Vor einigen Jahrzehnten waren BJTs der am häufigsten verwendete Transistortyp. Heutzutage sind jedoch MOSFETs der gebräuchlichste Transistortyp. Die Verwendung von IGBTs für Hochspannungsanwendungen ist ebenfalls üblich.
Unterschied zwischen IGBT und MOSFET
Die Anzahl von p-n Kreuzungen
MOSFETs habe eine p-n Kreuzung.
IGBTs Nimm zwei p-n Kreuzungen.
Maximale Spannung
Verhältnismäßig, MOSFETs kann nicht so hohe Spannungen verarbeiten wie ein IGBT.
IGBTs haben die Fähigkeit, höhere Spannungen zu handhaben, da sie eine zusätzliche haben p Region.
Schaltzeiten
Schaltzeiten für MOSFETs sind vergleichsweise schneller.
Schaltzeiten für IGBTs sind vergleichsweise langsamer.
Verweise
MOOC SHARE. (2015, 6. Februar). Leistungselektronik-Lektion: 022 Leistungs-MOSFETs. Abgerufen am 2. September 2015 von YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=RSd9YR42niY
MOOC SHARE. (2015, 6. Februar). Elektronische Leistungsstunde: 024 BJTs und IGBTs. Abgerufen am 2. September 2015 von YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=p62VG9Y8Pss
Bild mit freundlicher Genehmigung
"MOSFET-Struktur" von Brews ohare (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons
"Querschnitt eines klassischen Vertical Diffused Power MOSFET (VDMOS)." Von Cyril BUTTAY (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
„Zwei MOSFET im D2PAK-Gehäuse. Dies sind jeweils 30 A und 120 V. ”Von Cyril BUTTAY (Eigenes Werk) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons
“Querschnitt eines klassischen bipolaren Transistors mit isoliertem Gate (IGBT) von Cyril BUTTAY (Eigenes Werk) [CC BY-SA 3.0] über Wikimedia Commons
