Tranzistori ir mazas pusvadītāju ierīces, kas palielina vai pārslēdz elektriskos signālus un elektrisko jaudu. Tranzistori ir mūsdienu elektronikas elektriskās ķēdes pamatelementi.
IGBT un MOSFET ir divu veidu tranzistori ar trim spailēm, ko izmanto dažādās ierīcēs ar dažādu spriegumu. Apskatīsim, kas ir šie tranzistori un kādas ir to atšķirības.
Atslēgas
- IGBT jeb Insulated Gate Bipolar Transistor ir hibrīda ierīce, kas apvieno MOSFET un BJT funkcijas, savukārt MOSFET ir tranzistora veids.
- IGBT ir lielāka strāvas apstrādes jauda un zemāks piesātinājuma spriegums nekā MOSFET, savukārt MOSFET ir ātrāks pārslēgšanās ātrums un mazāki pārslēgšanas zudumi nekā IGBT.
- MOSFET tiek plaši izmantots zemas un augstas frekvences lietojumos, savukārt IGBT parasti izmanto lieljaudas un lieljaudas lietojumos, piemēram, jaudas elektronikā un motora piedziņās.
IGBT vs MOSFET
Atšķirība starp IGBT un MOSFET ir tas, ka IGBT termināļi ir emitētājs, kolektors un vārti, savukārt MOSFET ietver avota, kanalizācijas un vārtu spailes. The MOSFET vienlaikus var saturēt ķermeņa termināli. Tomēr abas ierīces kontrolē spriegums.
IGBT ir trīs termināli pusvadītājs komutācijas ierīce, ko izmanto dažādās ierīcēs, lai pastiprinātu vai pārslēgtos starp dažādiem elektriskiem signāliem. Tās spailes ir kolektors, emitētājs un vārti.
“Kolekcionārs” un “emitter” ir izejas spailes, un “vārti” ir ievades spailes. Tā ir ideāla pusvadītāju komutācijas ierīce, jo tā ir krustojums starp bipolāro savienojumu tranzistoru (BJT) un MOSFET.
MOSFET ir četru spaiļu sprieguma kontrolēta pusvadītāju ierīce, kas palielina vai pārslēdz ķēdes signālus. MOSFETS ir visizplatītākie tranzistori.
To var izgatavot ar p veida vai n veida pusvadītāju. Tās spailes ir avots, kanalizācija, vārti un korpuss.
Dažreiz korpusa terminālis ir savienots ar avota termināli, tādējādi padarot to par trīs terminālu ierīci.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | IGBT | MOSFET |
|---|---|---|
| Terminals | Tās spailes ir kolektors, emitētājs un vārti. | Tās spailes ir avots, kanalizācija, vārti un korpuss. |
| Uzlādes nesēji | Gan elektroni, gan caurumi ir lādiņa nesēji. | Elektroni ir galvenie vadītāji. |
| Savienojumi | Tam ir PN krustojumi. | Tam nav PN savienojumu. |
| Pārslēgšanas frekvences | Tam ir zemāka pārslēgšanās frekvence nekā MOSFET. | Tam ir augstāka pārslēgšanas frekvence. |
| Elektrostatiskā izlāde | Tas ir ļoti izturīgs pret elektrostatisko izlādi. | Elektrostatiskā izlāde var kaitēt metāla oksīda slānim. |
Kas ir IGBT?
Izolētā vārtu bipolārais tranzistors jeb IGBT ir tranzistors, kas ir krustojums starp BJT un MOSFET. Tam ir BJT izejas pārslēgšanas un vadītspējas īpašības, taču tas tiek kontrolēts ar spriegumu tāpat kā MOSFET.
Tā kā tas tiek kontrolēts ar spriegumu, tam ir nepieciešams tikai neliels sprieguma daudzums, lai uzturētu vadītspēju caur ierīci.
IGBT apvieno pusvadītāju ierīces, ko sauc par tranzistoru, zemo piesātinājuma spriegumu un MOSFET lielo pretestību un pārslēgšanas ātrumu. Ierīce var apstrādāt lielas kolektora-emitera strāvas ar nulles vārtu strāvas piedziņu.
Starp trim spailēm kolektora un emitētāja spailes ir saistītas ar vadītspējas ceļu, un vārtu spaile ir saistīta ar ierīces vadību.
IGBT ir ideāli piemērots augstsprieguma un lielas strāvas situācijām. To izmanto ātrai pārslēgšanai ar augstu efektivitāti vairākās elektroniskās ierīcēs.
IGBT tiek izmantoti dažādās ierīcēs, piemēram, maiņstrāvas un līdzstrāvas motoru piedziņās, slēdžu režīma barošanas avotos (SMPS), invertoros, neregulētā barošanas avotā (UPS), vilces motora kontrolē un indukcijas apsildē.
IGBT izmantošanas priekšrocība ir tā, ka tā piedāvā augstāka sprieguma darbību, mazākus ieejas zudumus un lielāku jaudas pieaugumu. Lai gan tas var pārslēgt strāvu tikai "uz priekšu" virzienā. Tā ir vienvirziena ierīce.
Kas ir MOSFET?
MOSFET jeb metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistors ir pusvadītāju ierīce, ko izmanto elektronisko signālu palielināšanai vai pārslēgšanai. Tā ir 4 spaiļu ierīce ar avota, notekas, vārtiem un korpusu kā spailēm.
Dažreiz korpusa un avota spailes ir savienotas, samazinot termināļa skaitu līdz 3.
Uzlādes vadītāji (elektroni vai caurumi) ieiet MOSFET caur avota spaili kanālā un iziet caur iztukšošanas spaili. Vārtu terminālis kontrolē kanāla platumu.
Vārti starp avotu un notekas spaili ir izolēti no kanāla, izmantojot plānu metāla oksīda slāni. Tas ir pazīstams arī kā izolēto vārtu lauka efekta tranzistors vai IGFET izolētā vārtu spailes dēļ.
MOSFET ir ļoti efektīvs pat strādājot ar zemu spriegumu. Tam ir liels pārslēgšanas ātrums un praktiski nav aizbīdņu strāvas.
To izmanto analogajās un digitālajās shēmās, MOS sensoros, kalkulatoros, pastiprinātājos un digitālajās telekomunikāciju sistēmās.
Lai gan MOSFET nevar efektīvi darboties augsta sprieguma līmenī, jo tas rada ierīces nestabilitāti. Tā kā tai ir metāla oksīda slānis, tas vienmēr rada bojājumu risku elektrostatisko izmaiņu dēļ.
Galvenās atšķirības starp IGBT un MOSFET
Gan IGBT, gan MOSFET tiek kontrolēti ar spriegumu, taču viena no galvenajām pamanāmajām atšķirībām ir tā, ka IGBT ir 3 terminālu ierīce un MOSFET ir 4 terminālu ierīce. Lai gan tie ir ļoti līdzīgi, tiem ir dažas atšķirības starp diviem tranzistoriem.
- IGBT vada lādiņus caur elektroniem un caurumiem, savukārt MOSFET veic lādiņus caur elektroniem.
- IGBT ir labāki enerģijas pārvaldībā nekā MOSFET.
- IGBT darbojas ar augstāku spriegumu nekā MOSFET.
- Tā kā MOSFET ir plāns metāla oksīda slānis, lai atdalītu vārtu spaili, tie ir jutīgi pret elektrostatisko izlādi. No otras puses, IGBT ir tolerantāki pret augstu spriegumu.
- IGBT ir priekšroka šaurām slodzes izmaiņām, savukārt MOSFET ir priekšroka plašām slodzes izmaiņām.
- IGBT ir priekšroka zemas frekvences, augstas temperatūras un zema darba cikla lietojumiem, savukārt MOSFET ir priekšroka augstas frekvences, zemas temperatūras un liela darba cikla lietojumiem.
Pēdējo reizi atjaunināts: 24. gada 2023. novembrī
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
IGBT un MOSFET salīdzinājums pārslēgšanas frekvenču un lādiņu nesēju ziņā ir informatīvs. Tas ir labi izpētīts gabals.
Šajā rakstā ir skaidri izklāstītas IGBT un MOSFET priekšrocības un pielietojums. Tas ir visaptverošs šo tranzistoru ceļvedis.
Šajā rakstā ir sniegta vērtīga informācija par atšķirībām starp IGBT un MOSFET tranzistoriem un to lietojumiem. Ļoti informatīvi!
Detalizētā IGBT un MOSFET salīdzināšanas tabula ir ļoti noderīga, lai izprastu to atšķirības. Labi uzrakstīts un informatīvs.
Es novērtēju gan IGBT, gan MOSFET tranzistoru spaiļu un funkciju skaidrojumu. Tas ir lielisks ievads šiem elektroniskajiem komponentiem.
IGBT un MOSFET pielietojumi dažādās elektroniskās ierīcēs ir labi izskaidroti. Ļoti informatīvs raksts.
Šis raksts ir lielisks sākumpunkts ikvienam, kas vēlas izprast atšķirības starp IGBT un MOSFET. Labi padarīts.
Tehniskā informācija par IGBT un MOSFET ir iespaidīga. Šis raksts ir vērtīgs resurss ikvienam, kas interesējas par elektroniku.
Rakstā sniegts pamatīgs IGBT un MOSFET darbības principu un raksturlielumu skaidrojums. Tā ir lieliska atsauce.
Sīki izstrādātais IGBT un MOSFET skaidrojums ir slavējams. Tā ir lieliska lasāmviela elektronikas entuziastiem.