Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 45548
Mga puna sa artikulo: 7
Ang Power MOSFET at IGBT transistors, pagkakaiba at mga tampok ng kanilang aplikasyon
Ang mga teknolohiyang nasa larangan ng elektroniko ng kuryente ay patuloy na pinapaganda: relay maging matatag na estado, ang mga bipolar transistors at thyristors ay pinalitan nang higit pa at malawakan ng mga transistor na epekto ng larangan, ang mga bagong materyales ay binuo at inilalapat sa mga capacitor, atbp - ang aktibong teknolohikal na ebolusyon ay malinaw na nakikita kahit saan, na hindi titigil sa loob ng isang taon. Ano ang dahilan nito?
Ito ay malinaw na dahil sa ang katunayan na sa isang oras ay hindi nasisiyahan ng mga tagagawa ang mga hinihingi ng mga mamimili para sa mga kakayahan at kalidad ng elektronikong kagamitan: ang relay sparks at sinusunog ng mga contact, ang mga bipolar transistors ay nangangailangan ng sobrang lakas upang makontrol, ang mga yunit ng kapangyarihan ay hindi katanggap-tanggap maraming espasyo, atbp. Ang mga tagagawa ay nakikipagkumpitensya sa kanilang sarili - sino ang unang mag-alok ng pinakamahusay na kahalili ...?
Kaya, lumitaw ang mga transistor ng MOSFET, salamat kung aling kontrol ng daloy ng mga carrier ng singil ay posible hindi sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang kasalukuyang, tulad ng sa mga ninuno ng bipolar, at sa pamamagitan ng electric field ng shutter, sa katunayan - sa pamamagitan lamang ng pag-apply ng boltahe sa shutter.
Bilang isang resulta, sa simula ng 2000s, ang bahagi ng mga aparato ng kapangyarihan sa MOSFET at IGBT ay humigit-kumulang na 30%, habang ang mga bipolar transistors sa electronics electronics ay nanatiling mas mababa sa 20%. Sa nakalipas na 15 taon nagkaroon ng isang mas makabuluhang pagbagsak, at mga klasikal na bipolar transistors halos ganap na nagbigay daan sa MOSFET at IGBT sa segment ng kinokontrol na switch ng semiconductor.
Halimbawa, ang pagdidisenyo mataas na dalas ng converter ng dalas, pinipili na ng developer ang pagitan ng MOSFET at IGBT - pareho sa mga ito ay kinokontrol ng boltahe na inilalapat sa gate, at hindi sa pamamagitan ng kasalukuyang, tulad ng bipolar transistors, at ang mga control circuit ay mas simple bilang isang resulta. Gayunman, isaalang-alang natin ang mga tampok ng mga napaka transistor na kinokontrol ng boltahe ng gate.
MOSFET o IGBT
Sa IGBT (IGBT bipolar transistor na may insulated na gate) sa bukas na estado, ang operating kasalukuyang ay dumadaan sa p-n junction, at sa MOSFET - sa pamamagitan ng kanal na mapagkukunan ng kanal, na may resistive na character. Kaya ang mga posibilidad para sa pagwawaldas ng kapangyarihan ay magkakaiba para sa mga aparatong ito, naiiba ang mga pagkalugi: para sa isang MOSFET na tagapangasiwa, ang lakas na pagkabulag ay magiging proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang sa pamamagitan ng channel at paglaban ng channel, habang para sa mga IGBTs ang nagwawaldas na kapangyarihan ay magiging proporsyonal sa boltahe ng kolektor-emitter saturation at ang kasalukuyang sa pamamagitan ng channel sa unang degree.
Kung kailangan nating bawasan ang mga pangunahing pagkalugi, kakailanganin nating pumili ng isang MOSFET na may isang mas mababang paglaban sa channel, ngunit huwag kalimutan na sa pagtaas ng temperatura ng semiconductor ang paglaban na ito ay tataas at ang mga pagkalugi sa pag-init ay tataas pa rin. Ngunit sa IGBT, na may pagtaas ng temperatura, ang saturation boltahe ng pn junction, sa kabaligtaran, ay bumababa, na nangangahulugang bumababa ang pagkalugi.
Ngunit hindi lahat ay bilang pang-elementarya na tila sa nakikita ng isang tao na walang karanasan sa elektroniko ng kuryente. Ang mga mekanismo para sa pagtukoy ng mga pagkalugi sa IGBT at MOSFET ay naiiba sa panimula.
Tulad ng naiintindihan mo, sa isang transistor ng MOSFET, ang paglaban ng channel sa estado ng estado ay nagdudulot ng ilang mga pagkawala ng kuryente dito, na, ayon sa mga istatistika, ay halos 4 na beses na mas mataas kaysa sa lakas na ginugol sa control ng gate.
Sa IGBT, ang sitwasyon ay eksaktong kabaligtaran: ang mga pagkalugi sa paglipat ay hindi gaanong, ngunit mas malaki ang gastos sa enerhiya para sa pamamahala. Pinag-uusapan natin ang mga dalas ng pagkakasunud-sunod ng 60 kHz, at mas mataas ang dalas, mas malaki ang pagkawala ng kontrol sa gate, lalo na tungkol sa IGBT.
Ang bagay ay sa MOSFET minorya carriers hindi recombine, tulad ng kaso sa IGBT, na kasama ang isang MOSFET field-effect transistor na tumutukoy sa pagbubukas ng bilis, ngunit kung saan ang batayan ay hindi direktang naa-access, at imposibleng mapabilis ang proseso gamit ang mga panlabas na circuit.Bilang isang resulta, ang mga dynamic na katangian ng IGBT ay limitado, at ang maximum na dalas ng operating ay limitado.
Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng koepisyent ng paghahatid at pagbaba ng boltahe ng saturation, sabihin nating binabaan ang static na pagkalugi, ngunit pagkatapos ay madaragdagan natin ang pagkalugi sa panahon ng paglipat. Para sa kadahilanang ito, ipinapahiwatig ng mga tagagawa ng mga IGBT sa dokumentasyon para sa kanilang mga aparato ang pinakamabuting kalagayan at pinakamataas na bilis ng paglipat.
May isang sagabal sa MOSFET. Ang panloob na diode ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang may hangganang oras ng pagbawi, na sa isang paraan o sa iba pa ay lumampas sa oras ng pagbawi na katangian ng panloob na paralelong diode ng IGBT. Bilang isang resulta, mayroon kaming paglilipat ng mga pagkalugi at kasalukuyang mga sobrang pag-overlay ng MOSFET sa mga circuit circuit ng kalahating tulay.
Ngayon nang direkta tungkol sa nakakalat na init. Ang lugar ng istraktura ng semiconductor IGBT ay mas malaki kaysa sa MOSFET, samakatuwid, ang pagkalabas na kapangyarihan ng IGBT ay mas malaki, gayunpaman, ang temperatura ng paglipat ay nagdaragdag nang mas masinsinang sa panahon ng pagpapatakbo ng susi, samakatuwid, mahalagang piliin ang radiator sa susi nang tama, tama na kinakalkula ang flux ng init, isinasaalang-alang ang thermal paglaban ng lahat ng mga hangganan. pagpupulong.
Ang mga MOSFET ay mayroon ding mas mataas na pagkawala ng pag-init sa mataas na lakas, na higit sa pagkawala ng shutter ng IGBT. Sa pamamagitan ng mga kapasidad na higit sa 300-500W at sa mga frequency sa rehiyon ng 20-30 kHz, ang IGBT transistors ay mananaig.
Sa pangkalahatan, para sa bawat gawain na pipiliin nila ang kanilang sariling uri ng susi, at may ilang mga tipikal na pananaw sa aspektong ito. Ang mga MOSFET ay angkop para sa operasyon sa mga frequency sa itaas ng 20 kHz na may mga boltahe ng supply hanggang sa 300 V - mga charger, paglilipat ng mga suplay ng kuryente, mga compact na inverters ng mababang lakas, atbp - ang karamihan sa mga ito ay tipunin ngayon sa MOSFET.
Ang mga IGBT ay gumana nang maayos sa mga dalas ng hanggang sa 20 kHz na may mga boltahe ng supply na 1000 volts o higit pa - ang mga dalas ng mga converters, UPS, atbp - ito ang mga mababang-dalas na segment ng mga kagamitan sa kuryente para sa mga transistor ng IGBT.
Sa intermediate niche - mula sa 300 hanggang 1000 volts, sa mga frequency ng pagkakasunud-sunod ng 10 kHz - ang pagpili ng isang semiconductor switch ng naaangkop na teknolohiya ay isinasagawa nang isa-isa, na tinitimbang ang mga kalamangan at kahinaan, kasama ang presyo, sukat, kahusayan at iba pang mga kadahilanan.
Samantala, imposibleng sabihin na hindi patas na sa isang tipikal na sitwasyon ang IGBT ay angkop, at sa iba pa - MOSFET lamang. Ito ay kinakailangan upang komprehensibong lapitan ang pag-unlad ng bawat tiyak na aparato. Batay sa lakas ng aparato, mode ng operasyon nito, ang tinantyang rehimen ng thermal, katanggap-tanggap na mga sukat, mga tampok ng control circuit, atbp.
At pinaka-mahalaga - ang napili ang mga susi ng kinakailangang uri, mahalaga para sa developer na tiyak na matukoy ang kanilang mga parameter, dahil sa teknikal na dokumentasyon (sa datasheet), hindi lahat ng bagay ay palaging tumutugma nang eksakto sa katotohanan. Ang mas tumpak na ang mga parameter ay kilala, mas mahusay at maaasahan ang produkto ay lumiliko, anuman ang IGBT o MOSFET.
Tingnan din:Mga transistor ng bipolar at field - ano ang pagkakaiba
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: