为什么有些电路中使用MOS管?而有些电路用IGBT管?

在电子电路中,mos管和igbt管会经常使用,它们都可以作为开关元件来使用,mos管和igbt管在外形及特性参数也比较相似,为什么有些电路中使用mos管?而有些电路用igbt管?
现在来讲解一下,mos管和igbt管到底有什么区别!
场效应管主要分两种类型,分别是结型场效应管(jfet)和绝缘栅场效应管(mos管)
mos管即mosfet,中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管,由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离,所以又叫绝缘栅场效应管,mosfet又可分为n沟耗尽型和增强型;p沟耗尽型和增强型四大类。
有的mosfet内部有个二极管,这是体二极管,或者叫寄生二极管、续流二极管。
寄生二极管的作用,两种解释:
1、mosfet的寄生二极管,作用是防止vdd过压的情况下,烧坏mos管,因为在过压对mos管造成破坏之前,二极管先反向击穿,将大电流直接到地,从而避免mos管被烧坏。
2、防止mos管的源极和漏极反接时烧坏mos管,也可以在电路有反向感生电压时,为反向感生电压提供通路,避免反向感生电压击穿mos管。
igbt (insulated gate bipolar transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由晶体三极管和mos管组成的复合型半导体器件,igbt作为新型电子半导体器件,具有输入阻抗高,电压控制功耗低,控制电路简单,耐高压,承受电流大等特性,在各种电子电路中广泛应用。
igbt的电路符号没有统一,画原理图时一般是借用三极管、mos管的符号,这时可以从原理图上标注的型号来判断是igbt还是mos管。
同时还要注意igbt有没有体二极管,图上没有标出并不表示一定没有,除非官方资料有特别说明,否则这个二极管是存在。
igbt内部的体二极管并非寄生的,而是为了保护igbt脆弱的反向耐压而特别设置的,又称为fwd(续流二极管),判断igbt内部是否有体二极管也并不困难,可以用万用表测量igbt的c极和e极,如果igbt是好的,c、e两极测得电阻值无穷大,则说明igbt没有体二极管。
mos管和igbt管的内部结构如下图
igbt是通过在mosfet的漏极上追加层而构成的。
igbt的理想等效电路如下图,igbt实际就是mosfet和晶体管三极管的组合,mosfet存在导通电阻高的缺点,但igbt克服了这一缺点,在高压时igbt仍具有较低的导通电阻。
另外,相似功率容量的igbt和mosfet,igbt的速度可能会慢于mosfet,因为igbt存在关断拖尾时间,由于igbt关断拖尾时间长,死区时间也要加长,从而会影响开关频率。
在电路中,选用mos管作为功率开关管还是选择igbt管,如果从系统的电压、电流、切换功率等因素作为考虑,可以总结出以下几点:
总的来说,mosfet优点是高频特性好,可以工作频率可以达到几百khz、上mhz,缺点是导通电阻大在高压大电流场合功耗较大;而igbt在低频及较大功率场合下表现卓越,其导通电阻小,耐压高。


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