電子回路ではスイッチング素子としてMOSFETやIGBTがよく登場します。外観や特徴的なパラメータも似ています。多くの人は、なぜ一部の回路では MOSFET を使用する必要があるのに、他の回路では MOSFET を使用する必要があるのか疑問に思うと思います。IGBT？
それらの違いは何ですか?次、オルーキーあなたの質問に答えます！
とは何ですかMOSFET?
MOSFET、正式な中国語名は金属酸化物半導体電界効果トランジスタです。この電界効果トランジスタはゲートが絶縁層で分離されているため、絶縁ゲート型電界効果トランジスタとも呼ばれます。MOSFETは、その「チャネル」(動作キャリア)の極性に応じて「N型」と「P型」の2つのタイプに分類でき、通常はN MOSFETおよびP MOSFETとも呼ばれます。
MOSFET 自体には独自の寄生ダイオードがあり、VDD が過電圧になったときに MOSFET が焼損するのを防ぐために使用されます。過電圧によりMOSFETが損傷する前に、ダイオードが先に逆降伏して大電流をグランドに流し、MOSFETの焼損を防止します。
IGBTとは何ですか?
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）は、トランジスタとMOSFETから構成される化合物半導体デバイスです。
IGBTの回路記号はまだ統一されていません。回路図を描くときは、通常、三極管と MOSFET の記号を借用します。この時、回路図に記載されている型番からIGBTかMOSFETかを判断することができます。
同時に、IGBT にボディダイオードがあるかどうかにも注意する必要があります。画像にマークが付いていなくても、存在しないわけではありません。公式データに特に明記されていない限り、このダイオードは存在します。IGBT 内のボディ ダイオードは寄生的なものではありませんが、IGBT の脆弱な逆耐電圧を保護するために特別に設定されています。FWD（フリーホイーリングダイオード）とも呼ばれます。
両者の内部構造は異なります
MOSFET の 3 つの極は、ソース (S)、ドレイン (D)、ゲート (G) です。
IGBT の 3 つの極は、コレクタ (C)、エミッタ (E)、ゲート (G) です。
IGBT は、MOSFET のドレインに追加の層を追加することによって構築されます。内部構造は次のとおりです。
両者の応用分野は異なります
MOSFETとIGBTは内部構造が異なり、それによって応用分野が決まります。
MOSFET は構造上、通常 KA に達する大電流を実現できますが、前提となる耐圧性能は IGBT ほど高くありません。主な応用分野は、スイッチング電源、安定器、高周波誘導加熱、高周波インバータ溶接機、通信用電源などの高周波電源分野です。
IGBT は大量の電力、電流、電圧を生成できますが、周波数はそれほど高くありません。現在、IGBT のハードスイッチング速度は 100KHZ に達することがあります。IGBTは、溶接機、インバータ、周波数変換器、電気めっき電解電源、超音波誘導加熱などの分野で広く使用されています。
MOSFETとIGBTの主な特徴
MOSFETは、高い入力インピーダンス、速いスイッチング速度、優れた熱安定性、電圧制御電流などの特徴を持っています。回路内では、アンプ、電子スイッチなどの目的で使用できます。
IGBTは新しいタイプの電子半導体デバイスとして、高入力インピーダンス、低電圧制御消費電力、シンプルな制御回路、高耐圧、大電流耐性などの特徴を持ち、さまざまな電子回路に広く使用されています。
IGBT の理想的な等価回路は下図のようになります。IGBTは実際にはMOSFETとトランジスタを組み合わせたものです。MOSFETはオン抵抗が高いという欠点がありますが、IGBTはこの欠点を克服しています。IGBT は高電圧でもオン抵抗が低いままです。。
一般に、MOSFET の利点は、優れた高周波特性を持ち、数百 kHz から最大 MHz までの周波数で動作できることです。デメリットとしては、オン抵抗が大きく、高電圧・大電流の場合には消費電力が大きくなることです。IGBT は、オン抵抗が小さく、耐電圧が高いため、低周波数および高電力の状況でも優れた性能を発揮します。
MOSFETまたはIGBTを選択してください
回路において、パワースイッチ管として MOSFET を選択するか IGBT を選択するかは、エンジニアがよく遭遇する問題です。システムの電圧、電流、スイッチング電力などの要素を考慮すると、次の点が要約できます。
「MOSFET と IGBT のどちらが優れているのですか?」とよく尋ねられます。実際、両者の間に良いも悪いも違いはありません。最も重要なことは、実際のアプリケーションを確認することです。
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投稿日時: 2023 年 12 月 18 日
