IGBT と MOSFET: 違いと比較

トランジスタは、電気信号や電力を増幅したり切り替えたりする小さな半導体デバイスです。 トランジスタは、現代の電子機器における電気回路の基本的な構成要素です。

IGBT と MOSFET は、さまざまな電圧の異なるデバイスで使用される XNUMX つの端子を持つ XNUMX 種類のトランジスタです。 これらのトランジスタが何であり、どのような違いがあるかを見てみましょう。

主要な取り組み

1. IGBT または絶縁ゲート バイポーラ トランジスタは、MOSFET と BJT の機能を組み合わせたハイブリッド デバイスですが、MOSFET はトランジスタの一種です。
2. IGBT は MOSFET よりも高い電流処理能力と低い飽和電圧を備えていますが、MOSFET は IGBT よりも高速なスイッチング速度と低いスイッチング損失を備えています。
3. MOSFET は低周波数および高周波数のアプリケーションで広く使用されていますが、IGBT はパワー エレクトロニクスやモーター ドライブなどの高電力および高電力のアプリケーションで一般的に使用されています。

IGBT と MOSFET

IGBTとの違い MOSFET IGBT の端子はエミッタ、コレクタ、およびゲートですが、MOSFET はソース、ドレイン、およびゲート端子で構成されています。 の MOSFET 一度にボディ端末が含まれる場合があります。 ただし、両方のデバイスは電圧によって制御されます。

IGBTは三端子 半導体 さまざまなデバイスで、さまざまな電気信号を増幅または切り替えるために使用されるスイッチング デバイス。 その端子はコレクタ、エミッタ、およびゲートです。

「コレクタ」と「エミッタ」が出力端子、「ゲート」が入力端子です。 バイポーラ接合トランジスタ (BJT) と MOSFET を組み合わせた理想的な半導体スイッチング デバイスです。

MOSFET は、回路信号を増幅または切り替える XNUMX 端子電圧制御半導体デバイスです。 MOSFETは、最も一般的に使用されているトランジスタです。

p型またはn型の半導体で作ることができます。 その端子は、ソース、ドレイン、ゲート、ボディです。

ボディ端子がソース端子に接続されている場合があり、XNUMX 端子デバイスになります。

比較表

比較のパラメータ	IGBT	MOSFET
ターミナル	その端子は、コレクター、エミッター、およびゲートです。	その端子は、ソース、ドレイン、ゲート、ボディです。
荷電キャリア	電子と正孔はどちらも電荷のキャリアです。	電子は主要な導体です。
ジャンクション	PN接合があります。	PN接合はありません。
スイッチング周波数	MOSFET よりもスイッチング周波数が低くなります。	スイッチング周波数が高くなります。
静電放電	静電気放電に対する耐性が高いです。	静電気放電は、金属酸化物層に有害な場合があります。

ＩＧＢＴとは？

絶縁ゲート バイポーラ トランジスタまたは IGBT は、BJT と MOSFET を組み合わせたトランジスタです。 BJT の出力スイッチングおよび導通特性を備えていますが、MOSFET のように電圧制御されます。

電圧制御であるため、デバイスの導通を維持するために必要な電圧はわずかです。

IGBT は、トランジスタと呼ばれる半導体デバイスの低い飽和電圧と、MOSFET の高いインピーダンスとスイッチング速度を兼ね備えています。 このデバイスは、ゼロゲート電流駆動で大きなコレクタ - エミッタ電流を処理できます。

XNUMX つの端子のうち、コレクタ端子とエミッタ端子はコンダクタンス パスに関連付けられており、ゲート端子はデバイスの制御に関連付けられています。

IGBT は、高電圧および大電流のアプリケーションに最適です。 いくつかの電子機器で高効率の高速スイッチングに使用されます。

IGBT は、AC および DC モーター ドライブ、スイッチ モード電源 (SMPS)、インバーター、無調整電源 (UPS)、トラクション モーター制御、誘導加熱などのさまざまなデバイスで使用されます。

IGBT を使用する利点は、動作電圧が高く、入力損失が低く、電力利得が大きいことです。 ただし、「順」方向にのみ電流を切り替えることができます。 単方向デバイスです。

MOSFETとは何ですか？

MOSFETまたは金属酸化物半導体電界効果トランジスタは、電子信号の拡大または切り替えに使用される半導体デバイスです。 ソース、ドレイン、ゲート、ボディを端子とする4端子デバイスです。

場合によっては、本体端子とソース端子が接続され、端子数が 3 に減少します。

電荷伝導体 (電子または正孔) は、ソース端子を介して MOSFET に入り、チャネルに入り、ドレイン端子を介して出ます。 ゲート端子はチャネルの幅を制御します。

ソース端子とドレイン端子の間のゲートは、薄い金属酸化物層を介してチャネルから分離されています。 ゲート端子が絶縁されているため、絶縁ゲート電界効果トランジスタまたはIGFETとしても知られています。

MOSFET は、低電圧で動作している間でも非常に効率的です。 スイッチング速度が速く、ゲート電流がほとんど存在しません。

これは、アナログおよびデジタル回路、MOS センサー、電卓、増幅器、およびデジタル通信システムで使用されます。

ただし、デバイスが不安定になるため、MOSFET は高電圧レベルでは効率的に動作しません。 金属酸化物層があるため、静電気の変化による損傷のリスクが常にあります。

IGBTとMOSFETの主な違い

IGBT と MOSFET はどちらも電圧制御ですが、主な顕著な違いの 3 つは、IGBT が 4 端子デバイスであり、MOSFET が XNUMX 端子デバイスであることです。 それらは非常に似ていますが、XNUMX つのトランジスタにはいくつかの違いがあります。

1. IGBT は電子と正孔を介して電荷を伝導しますが、MOSFET は電子を介して電荷を伝導します。
2.  IGBT は、MOSFET よりも電力処理に優れています。
3.  IGBT は、MOSFET よりも高い定格電圧で動作します。
4. MOSFET は、ゲート端子を分離するために薄い金属酸化物層を備えているため、静電気放電の影響を受けやすくなっています。 一方、IGBT は高電圧に対してより耐性があります。
5. IGBT は狭い負荷変動に適していますが、MOSFET は広い負荷変動に適しています。
6. IGBT は低周波数、高温、および低デューティ サイクルのアプリケーションに適していますが、MOSFET は高周波数、低温、および大きなデューティ サイクルのアプリケーションに適しています。

参考文献

1. https://ghioni.faculty.polimi.it/pel/readmat/gate-drive.pdf

最終更新日 : 24 年 2023 月 XNUMX 日