Los transistores son pequeños dispositivos semiconductores que magnifican o cambian las señales eléctricas y la energía eléctrica. Los transistores son los componentes básicos de un circuito eléctrico en la electrónica moderna.
IGBT y MOSFET son dos tipos de transistores con tres terminales que se utilizan en diferentes dispositivos con varios voltajes. Echemos un vistazo a qué son estos transistores y qué diferencias tienen.
Puntos clave
- IGBT o transistor bipolar de puerta aislada es un dispositivo híbrido que combina las características de MOSFET y BJT, mientras que MOSFET es un tipo de transistor.
- IGBT tiene una capacidad de manejo de corriente más alta y un voltaje de saturación más bajo que MOSFET, mientras que MOSFET tiene una velocidad de conmutación más rápida y pérdidas de conmutación más bajas que IGBT.
- MOSFET se usa ampliamente en aplicaciones de baja y alta frecuencia, mientras que IGBT se usa comúnmente en aplicaciones de alta y alta potencia, como electrónica de potencia y accionamientos de motores.
IGBT frente a MOSFET
La diferencia entre IGBT y MOSFET es que los terminales de IGBT son emisor, colector y puerta, mientras que MOSFET comprende terminales de fuente, drenaje y puerta. El MOSFET puede contener un cuerpo terminal a la vez. Sin embargo, ambos dispositivos están controlados por voltaje.
IGBT es un tres terminales semiconductor dispositivo de conmutación utilizado en varios dispositivos para amplificar o cambiar entre varias señales eléctricas. Sus terminales son colector, emisor y puerta.
El "colector" y el "emisor" son terminales de salida, y la "puerta" es el terminal de entrada. Es un dispositivo de conmutación de semiconductores ideal, ya que es un cruce entre el transistor de unión bipolar (BJT) y el MOSFET.
MOSFET es un dispositivo semiconductor controlado por voltaje de cuatro terminales que magnifica o cambia las señales del circuito. Los MOSFET son, con mucho, los transistores más utilizados.
Se puede fabricar con un semiconductor tipo p o tipo n. Sus terminales son fuente, drenaje, compuerta y cuerpo.
A veces, el terminal del cuerpo está conectado al terminal fuente, lo que lo convierte en un dispositivo de tres terminales.
Tabla de comparación
| Parámetros de comparación | IGBT | MOSFET |
|---|---|---|
| Terminales | Sus terminales son el colector, el emisor y la puerta. | Sus terminales son la fuente, el drenaje, la compuerta y el cuerpo. |
| Portadores de carga | Los electrones y los huecos son portadores de carga. | Los electrones son los principales conductores. |
| Uniones | Dispone de empalmes PN. | No tiene empalmes PN. |
| Frecuencias de conmutación | Tiene una frecuencia de conmutación más baja que MOSFET. | Tiene una frecuencia de conmutación más alta. |
| La descarga electrostática | Es altamente tolerante a las descargas electrostáticas. | La descarga electrostática puede ser dañina para la capa de óxido de metal. |
¿Qué es IGBT?
El transistor bipolar de puerta aislada o IGBT es un transistor que es un cruce entre BJT y MOSFET. Tiene las propiedades de conmutación y conducción de salida de un BJT, pero está controlado por voltaje como el MOSFET.
Dado que está controlado por voltaje, solo requiere una pequeña cantidad de voltaje para mantener la conducción a través del dispositivo.
IGBT combina el bajo voltaje de saturación del dispositivo semiconductor llamado transistor y la alta impedancia y velocidad de conmutación de un MOSFET. El dispositivo puede manejar grandes corrientes de colector-emisor con control de corriente de puerta cero.
Entre sus tres terminales, los terminales del colector y del emisor están asociados con la ruta de conductancia, y el terminal de la puerta está vinculado al control del dispositivo.
IGBT es ideal para aplicaciones de situación de alto voltaje y alta corriente. Se utiliza para conmutación rápida con alta eficiencia en varios dispositivos electrónicos.
Los IGBT se utilizan en diversos dispositivos, como motores de CA y CC, fuentes de alimentación conmutadas (SMPS), inversores, fuentes de alimentación no reguladas (UPS), control de motores de tracción y calentamiento por inducción.
La ventaja de usar un IGBT es que ofrece una operación de mayor voltaje, menores pérdidas de entrada y mayor ganancia de potencia. Aunque, puede cambiar la corriente solo en la dirección "hacia adelante". Es un dispositivo unidireccional.
¿Qué es MOSFET?
El MOSFET o Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor es un dispositivo semiconductor que se utiliza para ampliar o conmutar señales electrónicas. Es un dispositivo de 4 terminales con la fuente, el drenaje, la compuerta y el cuerpo como sus terminales.
A veces, los terminales del cuerpo y de la fuente están conectados, lo que lleva la cuenta regresiva del terminal a 3.
Los conductores de carga (electrones u orificios) ingresan al MOSFET a través de la terminal de origen en el canal y salen a través de la terminal de drenaje. El terminal de puerta controla el ancho del canal.
La puerta entre la fuente y el terminal de drenaje está aislada del canal a través de una fina capa de óxido de metal. También se conoce como transistor de efecto de campo de puerta aislada o IGFET debido a la terminal de puerta aislada.
Un MOSFET es altamente eficiente incluso cuando trabaja con voltajes bajos. Tiene una alta velocidad de conmutación y prácticamente no hay presencia de corriente de puerta.
Se utiliza en circuitos analógicos y digitales, sensores MOS, calculadoras, amplificadores y sistemas de telecomunicaciones digitales.
Sin embargo, los MOSFET no pueden funcionar de manera eficiente a niveles de alto voltaje, ya que crean inestabilidad en el dispositivo. Como tiene una capa de óxido de metal, siempre corre el riesgo de dañarse por cambios electrostáticos.
Principales diferencias entre IGBT y MOSFET
IGBT y MOSFET están controlados por voltaje, pero una diferencia notable principal es que IGBT es un dispositivo de 3 terminales y MOSFET es un dispositivo de 4 terminales. Aunque son muy similares, tienen algunas diferencias entre los dos transistores.
- IGBT conduce cargas a través de electrones y huecos, mientras que MOSFET transporta cargas a través de electrones.
- Los IGBT son mejores en el manejo de energía que los MOSFET.
- Los IGBT funcionan con una clasificación de voltaje más alta que los MOSFET.
- Dado que los MOSFET tienen una fina capa de óxido de metal para separar el terminal de la puerta, son susceptibles a las descargas electrostáticas. Los IGBT, por otro lado, son más tolerantes a los altos voltajes.
- Los IGBT se prefieren para variaciones de carga estrechas, mientras que los MOSFET se prefieren para variaciones de carga amplias.
- Se prefiere IGBT para aplicaciones de ciclo de trabajo bajo, alta temperatura y baja frecuencia, mientras que se prefiere MOSFET para aplicaciones de ciclo de trabajo largo, baja temperatura y alta frecuencia.
Última actualización: 24 de noviembre de 2023
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Piyush Yadav ha pasado los últimos 25 años trabajando como físico en la comunidad local. Es un físico apasionado por hacer que la ciencia sea más accesible para nuestros lectores. Tiene una licenciatura en Ciencias Naturales y un Diploma de Postgrado en Ciencias Ambientales. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
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