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,,MOS 管和 IGBT 管到底有什么區(qū)別吧!
什么是 MOS 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)。
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。
▲ MOSFET 種類與電路符號(hào)
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,。
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,?
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,。
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,。
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,。
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 IGBT 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,。
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)?IGBT 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):
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,。
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,。