مقارنة IGBTs مع MOSFETs

يناقش المنشور الاختلافات الرئيسية بين جهاز IGBT وجهاز MOSFeT. دعنا نتعلم المزيد عن الحقائق من المقالة التالية.

مقارنة IGTB مع دوائر MOSFET القوية

يتميز الترانزستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة بانخفاض الجهد الذي يكون منخفضًا بشكل ملحوظ عند مقارنته بترانزستور MOSFET التقليدي في الأجهزة التي تحتوي على جهد أعلى من الانسداد

يجب أيضًا زيادة عمق منطقة n-drift جنبًا إلى جنب مع زيادة تصنيف جهد الحجب لأجهزة IGBT و MOSFET ويجب تقليل الإسقاط مما يؤدي إلى علاقة تمثل انخفاضًا في علاقة مربعة في التوصيل الأمامي مقابل قدرة الجهاز على منع الجهد.

موسفيتيجبت

يتم تقليل مقاومة منطقة الانجراف n بشكل كبير عن طريق إدخال ثقوب أو ناقلات أقلية من المنطقة p التي هي المجمع إلى منطقة n-drift أثناء عملية التوصيل الأمامي.

لكن هذا الانخفاض في مقاومة المنطقة n-drift على الجهد الأمامي على الحالة يأتي مع الخصائص التالية:

كيف يعمل IGBT

يتم حظر التدفق العكسي للتيار بواسطة وصلة PN الإضافية. وبالتالي ، يمكن استنتاج أن IGBTs غير قادرة على التصرف في الاتجاه العكسي مثل الجهاز الآخر مثل MOSFET.

وبالتالي ، يتم وضع الصمام الثنائي الإضافي المعروف باسم الصمام الثنائي الحر في دوائر الجسر حيث توجد حاجة لتدفق التيار العكسي.

يتم وضع هذه الثنائيات بالتوازي مع جهاز IGBT لتوصيل التيار في الاتجاه العكسي. لم تكن العقوبة في هذه العملية شديدة كما كان يُفترض في المقام الأول ، لأن الثنائيات المنفصلة تعطي أداءً عاليًا جدًا من الصمام الثنائي للجسم MOSFET نظرًا لأن استخدام IGBT يهيمن على الفولتية الأعلى.

إن تصنيف الانحراف العكسي للمنطقة n-drift إلى الصمام الثنائي للمنطقة p للمجمع هو في الغالب عشرات الفولتات. وبالتالي ، في هذه الحالة ، يجب استخدام صمام ثنائي إضافي إذا تم تطبيق الجهد العكسي بواسطة تطبيق الدائرة على IGBT.

يستغرق حاملو الأقلية الكثير من الوقت للدخول أو الخروج أو إعادة الاتحاد الذي يتم حقنه في منطقة n-drift عند كل منعطف وإيقاف. وبالتالي ، ينتج عن هذا وقت التبديل ليكون أطول وبالتالي خسارة كبيرة في التبديل مقارنةً بالقدرة MOSFET.

يُظهر انخفاض الجهد على المسرح في الاتجاه الأمامي في أجهزة IGBT نمطًا سلوكيًا مختلفًا تمامًا عند مقارنته بأجهزة الطاقة الخاصة بـ MOSFETS.

كيف يعمل Mosfets

يمكن نمذجة انخفاض الجهد في MOSFET بسهولة في شكل مقاومة ، حيث يكون انخفاض الجهد متناسبًا مع التيار. على النقيض من ذلك ، تتكون أجهزة IGBT من انخفاض في الجهد على شكل صمام ثنائي (في الغالب في نطاق 2 فولت) والذي يزيد فقط فيما يتعلق بسجل التيار.

في حالة حظر الجهد ذي النطاق الأصغر ، تكون مقاومة MOSFET أقل مما يعني أن الاختيار والاختيار بين أجهزة IGBT و Power MOSFETS يعتمد على جهد الحجب والتيار الذي يشارك في أي تطبيق معين إلى جانب الخصائص المختلفة للتبديل التي تم ذكرها أعلاه.

IGBT أفضل من Mosfet للتطبيقات الحالية العالية

بشكل عام ، تُفضل أجهزة IGBT بالتيار العالي والجهد العالي وترددات التحويل المنخفضة بينما من ناحية أخرى تُفضل أجهزة MOSFET في الغالب بخصائص مثل الجهد المنخفض وترددات التحويل العالية والتيار المنخفض.

بقلم سوربي براكاش