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详解MOS管和IGBT管区别及结构特点

2021-02-14 10:16:00

MOS管和IGBT管都可以作为开关元件使用，它们在外形、特性参数上也比较相似，那它们到底有什么区别呢？

什么是MOS管？

MOS管是MOSFET管的简称，是金属-氧化物半导体场效应晶体管，可以简化称为「场效应管」，MOS管主要分两种类型：结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）。

由于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又可分为四大类：N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型。

有的MOSFET内部会有个二极管，这是体二极管，或叫寄生二极管、续流二极管。

寄生二极管的作用，有两种解释：

1、MOSFET的寄生二极管，作用在于防止VDD过压的情况下，烧坏MOS管。

2、防止MOS管的源极和漏极反接时烧坏MOS管，也可以在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。

MOSFET有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性，可用作电路中的放大器、电子开关等。

什么是IGBT管？

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

IGBT管有输入阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电子电路中获得极广泛的应用。

IGBT管内部的体二极管并非寄生的，而是为了保护IGBT脆弱的反向耐压而特别设置的，又称为FWD（续流二极管）。

IGBT管非常适合应用于如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

MOS管和IGBT的结构特点

IGBT是通过在MOSFET的漏极上追加层而构成的。

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。

如何选择？

在电路中，选用MOS管还是选择IGBT管作为功率开关管，这是工程师常遇到的问题，从系统的电压、电流、切换功率等因素作为考虑，可以总结出以下几点：

总的来说，MOSFET管的优点是高频特性好，可工作的频率可以达到几百kHz、上MHz，但它的缺点在于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管应用于开关电源、高频感应加热、高频逆变焊机、镇流器、通信电源等高频电源领域；IGBT管则集中应用于焊机、电镀电解电源、逆变器、变频器、超音频感应加热等领域。