Les transistors sont de petits dispositifs à semi-conducteurs qui amplifient ou commutent les signaux électriques et l'alimentation électrique. Les transistors sont les éléments de base d'un circuit électrique dans l'électronique moderne.
IGBT et MOSFET sont deux types de transistors à trois bornes utilisés dans différents appareils avec différentes tensions. Voyons ce que sont ces transistors et quelles sont leurs différences.
Faits marquants
- L'IGBT ou transistor bipolaire à grille isolée est un dispositif hybride qui combine les caractéristiques du MOSFET et du BJT, tandis que le MOSFET est un type de transistor.
- L'IGBT a une capacité de gestion du courant plus élevée et une tension de saturation inférieure à celle du MOSFET, tandis que le MOSFET a une vitesse de commutation plus rapide et des pertes de commutation plus faibles que l'IGBT.
- Le MOSFET est largement utilisé dans les applications basse et haute fréquence, tandis que l'IGBT est couramment utilisé dans les applications haute et haute puissance telles que l'électronique de puissance et les entraînements de moteur.
IGBT contre MOSFET
La différence entre IGBT et MOSFET est que les bornes de l'IGBT sont l'émetteur, le collecteur et la grille, tandis que le MOSFET comprend les bornes de source, de drain et de grille. Le MOSFET peut contenir un terminal de corps à la fois. Cependant, les deux appareils sont contrôlés par la tension.
L'IGBT est un terminal à trois bornes semi-conducteur dispositif de commutation utilisé dans divers dispositifs pour amplifier ou commuter entre divers signaux électriques. Ses terminaux sont collecteur, émetteur et porte.
Le "collecteur" et "l'émetteur" sont les bornes de sortie, et la "porte" est la borne d'entrée. C'est un dispositif de commutation à semi-conducteur idéal car il s'agit d'un croisement entre le transistor à jonction bipolaire (BJT) et le MOSFET.
Le MOSFET est un dispositif à semi-conducteur commandé en tension à quatre bornes qui amplifie ou commute les signaux du circuit. Les MOSFET sont de loin les transistors les plus couramment utilisés.
Il peut être réalisé avec un semi-conducteur de type p ou de type n. Ses terminaux sont une source, un drain, une porte et un corps.
Parfois, le terminal du corps est connecté au terminal source, ce qui en fait un appareil à trois terminaux.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | IGBT | MOSFET |
|---|---|---|
| Aéroports | Ses bornes sont le collecteur, l'émetteur et la porte. | Ses terminaux sont la source, le drain, la porte et le corps. |
| Porteurs de charge | Les électrons et les trous sont tous deux porteurs de charge. | Les électrons sont les principaux conducteurs. |
| Jonctions | Il a des jonctions PN. | Il n'a pas de jonctions PN. |
| Fréquences de commutation | Il a une fréquence de commutation inférieure à celle du MOSFET. | Il a une fréquence de commutation plus élevée. |
| Une décharge électrostatique | Il est très tolérant aux décharges électrostatiques. | Les décharges électrostatiques peuvent être nocives pour la couche d'oxyde métallique. |
Qu'est-ce que l'IGBT ?
Le transistor bipolaire à grille isolée ou IGBT est un transistor qui est un croisement entre BJT et MOSFET. Il a les propriétés de commutation et de conduction de sortie d'un BJT, mais il est commandé en tension comme le MOSFET.
Puisqu'il est commandé en tension, il ne nécessite qu'une petite quantité de tension pour maintenir la conduction à travers l'appareil.
L'IGBT combine la faible tension de saturation du dispositif semi-conducteur appelé transistor et l'impédance élevée et la vitesse de commutation d'un MOSFET. L'appareil peut gérer de grands courants collecteur-émetteur avec un entraînement de courant à grilles nulles.
Parmi ses trois bornes, les bornes de collecteur et d'émetteur sont associées au chemin de conductance, et la borne de grille est liée à la commande du dispositif.
L'IGBT est idéal pour les applications à haute tension et à courant élevé. Il est utilisé pour une commutation rapide avec un rendement élevé dans plusieurs appareils électroniques.
Les IGBT sont utilisés dans divers dispositifs tels que les entraînements de moteur à courant alternatif et à courant continu, les alimentations à découpage (SMPS), les onduleurs, l'alimentation non régulée (UPS), le contrôle des moteurs de traction et le chauffage par induction.
L'avantage d'utiliser un IGBT est qu'il offre un fonctionnement à tension plus élevée, des pertes d'entrée plus faibles et un gain de puissance supérieur. Cependant, il ne peut commuter le courant que dans le sens «avant». C'est un appareil unidirectionnel.
Qu'est-ce que MOSFET?
Le transistor à effet de champ MOSFET ou Metal Oxide Semiconductor est un dispositif semi-conducteur utilisé pour amplifier ou pour la commutation de signaux électroniques. Il s'agit d'un dispositif à 4 bornes avec la source, le drain, la porte et le corps comme bornes.
Parfois, les terminaux du corps et de la source sont connectés, ce qui ramène le nombre de terminaux à 3.
Les conducteurs de charge (électrons ou trous) entrent dans le MOSFET via la borne source dans le canal et sortent via la borne de drain. Le terminal de porte contrôle la largeur du canal.
La grille entre la source et la borne de drain est isolée du canal via une fine couche d'oxyde métallique. Il est également connu sous le nom de transistor à effet de champ à grille isolée ou IGFET en raison de la borne de grille isolée.
Un MOSFET est très efficace même en travaillant à basse tension. Il a une vitesse de commutation élevée et pratiquement aucune présence de courant de grille.
Il est utilisé dans les circuits analogiques et numériques, les capteurs MOS, les calculatrices, les amplificateurs et les systèmes de télécommunications numériques.
Cependant, les MOSFET ne peuvent pas fonctionner efficacement à des niveaux de tension élevés car cela crée une instabilité dans l'appareil. Puisqu'il a une couche d'oxyde métallique, il court toujours le risque d'être endommagé par des changements électrostatiques.
Principales différences entre IGBT et MOSFET
L'IGBT et le MOSFET sont tous deux contrôlés en tension, mais une différence notable notable est que l'IGBT est un dispositif à 3 bornes et le MOSFET est un dispositif à 4 bornes. Bien qu'ils soient très similaires, ils présentent quelques différences entre les deux transistors.
- L'IGBT conduit les charges à travers les électrons et les trous, tandis que le MOSFET transporte les charges à travers les électrons.
- Les IGBT ont une meilleure tenue en puissance que les MOSFET.
- Les IGBT fonctionnent à une tension nominale plus élevée que les MOSFET.
- Étant donné que les MOSFET ont une fine couche d'oxyde métallique pour séparer la borne de grille, ils sont sensibles aux décharges électrostatiques. Les IGBT, en revanche, sont plus tolérants aux hautes tensions.
- Les IGBT sont préférés pour les variations de charge étroites, tandis que les MOSFET sont préférés pour les variations de charge importantes.
- L'IGBT est préféré pour les applications à basse fréquence, haute température et à faible rapport cyclique, tandis que le MOSFET est préféré pour les applications à haute fréquence, basse température et à grand rapport cyclique.
Dernière mise à jour : 24 novembre 2023
J'ai mis tellement d'efforts à écrire ce billet de blog pour vous apporter de la valeur. Cela me sera très utile, si vous envisagez de le partager sur les réseaux sociaux ou avec vos amis/famille. LE PARTAGE C'EST ♥️
Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
La comparaison de l'IGBT et du MOSFET en termes de fréquences de commutation et de porteurs de charge est éclairante. C'est une pièce bien documentée.
Les avantages et les applications de l'IGBT et du MOSFET sont clairement décrits dans cet article. C'est un guide complet de ces transistors.
Cet article fournit des informations précieuses sur les différences entre les transistors IGBT et MOSFET et leurs applications. Très instructif !
Le tableau de comparaison détaillé de l'IGBT et du MOSFET est très utile pour comprendre leurs différences. Bien écrit et informatif.
J'apprécie l'explication des bornes et des fonctions des transistors IGBT et MOSFET. C'est une excellente introduction à ces composants électroniques.
Les applications de l'IGBT et du MOSFET dans divers appareils électroniques sont bien expliquées. Un article très instructif.
Cet article est un excellent point de départ pour quiconque cherche à comprendre les différences entre l'IGBT et le MOSFET. Bien joué.
Les détails techniques fournis sur l'IGBT et le MOSFET sont impressionnants. Cet article est une ressource précieuse pour toute personne intéressée par l’électronique.
L'article donne une explication détaillée des principes de fonctionnement et des caractéristiques de l'IGBT et du MOSFET. C'est une excellente référence.
L'explication détaillée de l'IGBT et du MOSFET est louable. C'est une excellente lecture pour les passionnés d'électronique.