mosfet和igbt的优缺点,mosfet和igbt区别-KIA MOS管

mosfet和igbt介绍

场效应管有结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两种类型。MOS管即MOSFET，中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管，由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离，所以又叫绝缘栅场效应管。MOSFET又可分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

特点：输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性，一般用作放大器、电子开关等用途。

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由晶体三极管和MOS管组成的复合型半导体器件。

特点：入阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等。常用于应用于如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

结构特点

MOS管和IGBT管的内部结构如下图所示：

IGBT是通过在MOSFET的漏极上追加层而构成的。

IGBT实际就是MOSFET和晶体管三极管的组合，MOSFET存在导通电阻高的缺点，但IGBT克服了这一缺点，在高压时IGBT仍具有较低的导通电阻。

另外，相似功率容量的IGBT和MOSFET，IGBT的速度可能会慢于MOSFET，因为IGBT存在关断拖尾时间，由于IGBT关断拖尾时间长，死区时间也要加长，从而会影响开关频率。

工作原理

MOSFET：由源极、漏极和栅极端子组成，是通过改变栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。

当栅极电压为正时，N型区会形成一个导电通道，电流从漏极流向源极；当栅极电压为负时，通道被截止，电流无法通过。

IGBT：由发射极、集电极和栅极端子组成，是通过控制栅极电压来控制集电极和发射极之间的电流。

当栅极电压为正时，P型区中会向N型区注入电子，形成一个导电通道，电流从集电极流向发射极；当栅极电压为负时，通道被截止，电流则无法通过。

mosfet和igbt的优缺点

mosfet优点

高开关速度：MOSFET的开关速度非常快，适用于高频应用，如开关电源、逆变器等。

低导通压降：在导通状态下，MOSFET的压降较低，特别是在低压应用中，能够实现高效率的电能转换。

高输入阻抗：MOSFET的输入阻抗非常高，对外部电路的影响小，易于与各种电路集成。

低功耗：在正常工作状态下，MOSFET的功耗相对较低，且当MOSFET处于关断状态时，几乎没有漏电流，有助于降低整体电路的功耗。

低噪声：MOSFET的内部结构使其具有较低的噪声水平，适合需要高精度和低噪声的应用。

mosfet缺点

耐压能力有限：MOSFET的耐压能力没有IGBT强，通常适用于较低电压的应用。

电流承受能力有限：虽然MOSFET可以做到很大的电流，但其电流承受能力不如IGBT。

igbt优点

高效率：IGBT具有较低的导通电阻，能够实现高效率的功率调节。

大电流承受能力：IGBT能够承受较大的电流和电压，适用于高功率应用和高电压应用。

高速开关：虽然其开关速度略低于MOSFET，但IGBT仍能在短时间内完成开关操作，适用于中低频电路。

良好的热导性：IGBT具有较好的热导性能，可以在高温环境下稳定工作。

绝缘性强：IGBT内外壳具有较好的绝缘性能，可以避免电磁干扰和其他电气问题，提高系统的安全性。

igbt缺点

开关速度较慢：与MOSFET相比，IGBT的开关速度较慢，不适合高频应用。

充电时间较长：IGBT的充电时间较长，需要较长时间才能完成开关操作。

死区问题：由于体二极管的存在，IGBT在开关过程中可能存在电流波动，影响系统性能。

温度变化敏感：IGBT的性能受温度影响较大，需要在使用中注意温度控制。

成本较高：作为一种高性能器件，IGBT的成本相对较高。

mosfet和igbt应用选择

MOSFET高频特性好，可以工作频率可以达到几百kHz、上MHz，缺点是导通电阻大在高压大电流场合功耗较大；而IGBT在低频及较大功率场合下表现卓越，其导通电阻小，耐压高。

MOSFET应用于开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域；IGBT集中应用于焊机、逆变器、变频器、电镀电解电源、超音频感应加热等领域。

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