電子電路中,,MOS 管和 IGBT 管會經(jīng)常出現(xiàn),它們都可以作為開關(guān)元件來使用,,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,?
下面我們就來了解一下,,MOS 管和 IGBT 管到底有什么區(qū)別吧!
什么是 MOS 管,?
場效應(yīng)管主要有兩種類型,,分別是結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS 管)。
MOS 管即 MOSFET,,中文全稱是金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,,由于這種場效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應(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
有的 MOSFET 內(nèi)部會有個二極管,,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 過壓的情況下,,燒壞 MOS 管,因為在過壓對 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燒壞 MOS 管,,也可以在電路有反向感生電壓時,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 的電路符號至今并未統(tǒng)一,,畫原理圖時一般是借用三極管,、MOS 管的符號,這時可以從原理圖上標(biāo)注的型號來判斷是 IGBT 還是 MOS 管,。
同時還要注意 IGBT 有沒有體二極管,,圖上沒有標(biāo)出并不表示一定沒有,除非官方資料有特別說明,,否則這個二極管都是存在的,。
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,可以用萬用表測量 IGBT 的 C 極和 E 極,,如果 IGBT 是好的,,C,、E 兩極測得電阻值無窮大,則說明 IGBT 沒有體二極管,。
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,、牽引傳動等領(lǐng)域。
MOS 管和 IGBT 的結(jié)構(gòu)特點
MOS 管和 IGBT 管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示,。
IGBT 是通過在 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,,但 IGBT 克服了這一缺點,在高壓時 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 的速度可能會慢于 MOSFET,,因為 IGBT 存在關(guān)斷拖尾時間,,由于 IGBT 關(guān)斷拖尾時間長,死區(qū)時間也要加長,,從而會影響開關(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:
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)前工藝還無法達(dá)到的水平,。
總的來說,,MOSFET 優(yōu)點是高頻特性好,可以工作頻率可以達(dá)到幾百 kHz,、上 MHz,,缺點是導(dǎo)通電阻大在高壓大電流場合功耗較大;而 IGBT 在低頻及較大功率場合下表現(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。