對于電子愛好者來說如何區(qū)分IGBT和MOS管？

★這里涉及到IGBT是什么?它與MOS管有什么區(qū)別嗎?它們兩個各有優(yōu)缺點(diǎn)。

其實(shí)IGBT就是絕緣柵雙極型電晶體。

怎樣判別絕緣柵雙極電晶體(IGBT)的好壞嗎?下面本人就簡單說一下。

絕緣柵雙極電晶體(IGBT)是通過柵極驅(qū)動電壓來控制的開關(guān)電晶體,廣泛用于變頻器中作為直流逆變成交流的電力電子元件。

IGBT管的結(jié)構(gòu)見下圖所示。

IGBT管的工作原理同場效應(yīng)電晶體(通常稱為MOSFET管)相似,IGBT管的G為柵極,C為集電極,E為發(fā)射極。

IGBT相對于三極體,場管有很多特殊的地方。

以H20R1203為例,它是一個最常用的一個IGBT管的一種。

這種結(jié)構(gòu)的管基本上80%帶有阻尼二極體,使用中帶阻尼IGBT管可以代換不帶阻尼的IGBT管使用。

IGBT管可以理解為大功率的三極體、MOS管的一種複合體,或者說是組合體(但是不是簡單的組合,而是加了多層半導(dǎo)體材料所形成的)形成的新型電壓驅(qū)動元器件。

IGBT管繼承了MOS場管的高阻抗和三極體的高反壓的優(yōu)點(diǎn)。

IGBT管檢測好壞可以用數(shù)字萬用表和指標(biāo)式萬用表檢測IGBT管的好壞,具體方法如下(以指標(biāo)式萬用表測量)。

1確定三個電極(此時假定管子是好的)。

先確定柵極G。

將萬用表撥在Rx10k擋,若測量到某一極與其他兩極電阻值為無窮大,調(diào)換表筆后測得該極與其他兩極的電阻值仍為無窮大,則可判斷此極為柵極(G)。

再測量其余兩極。

若測得電阻值為無窮大,而調(diào)換表筆后測得電阻值較小,此時紅表筆(實(shí)為負(fù)極)接的為集電極(C),黑表筆(實(shí)為正極)接的為發(fā)射極(E)。

2確定管子的好壞。

將萬用表撥在Rx 10 k擋,用黑表筆接C極,紅表筆接E極,此時萬用表的指標(biāo)在零位,用手指同時觸及一極下G和C極,萬用表的指標(biāo)擺向電阻值較小的方向(IGBT被觸發(fā)導(dǎo)通),并指示在某一位置;再用手指同時觸及一下G極和E極,萬用表的指標(biāo)回零(IGBT被阻斷),即可判斷IGBT是好的。

如果不符合上述現(xiàn)象,則可判斷IGBT是壞的。

用此方法也可檢測功率場效應(yīng)電晶體(P-MOSFET)的好壞。

★MOS管是單極性電晶體。

因?yàn)镮GBT是由MOS管與三極體組成的。

MOS管優(yōu)缺點(diǎn):切換頻率高,開關(guān)速度快點(diǎn),缺點(diǎn)就是高壓時導(dǎo)通電阻高,功耗大,一般低于250V。

IGBT因?yàn)榧恿巳龢O體,開關(guān)有些延時,拖尾而速度慢點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)就是高壓時導(dǎo)通電阻低,因三極體導(dǎo)通電阻比MOS管要小,雙極型比單極型就是電阻小。

在高壓時,功率損耗小。

在低壓時功耗大小看不出來,高壓就不一樣了。

MOS管又稱為電力場效應(yīng)電晶體,是近些年獲得最快發(fā)展的一種單極型電壓控制器件,不但有自關(guān)斷能力,而且具有輸入阻抗高、可以直接與數(shù)字邏輯積體電路連線、驅(qū)動電路簡單功耗小、開關(guān)速度快達(dá)50kH、開關(guān)損耗小、熱穩(wěn)定性好、不存在二次擊穿問題和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

可應(yīng)用于DC/DC變換、開關(guān)電源、行動式電子裝置等電子電器裝置中,但工作電壓還不能太高,電流容量也不能太大,所以目前只適用于小功率電力電子裝置。

1.電力場效應(yīng)電晶體的結(jié)構(gòu)和工作原理電力場效應(yīng)電晶體有多種結(jié)構(gòu)形式,按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道,同時又有耗盡型和增強(qiáng)型之分。

此處以應(yīng)用較廣泛的單極 VDMOSFET、N溝道增強(qiáng)型為例,介紹電力場效應(yīng)電晶體的結(jié)構(gòu)和工作原理,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號如下圖所示。

MOS管一般用于高頻電路,大于100 KHz。

用于開關(guān)電源,高頻通訊電源之類。

而IGBT適用于頻率小于25 KHz的高壓大電流的電路中。

比如焊機(jī)、逆變器、變頻器等。

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IGBT是大功率複合管,是BJT+MOS的複合體。

輸入如小功率場效電晶體,輸出如大功率BJT管。

MOS在前,BJT在后。

BJT是本徵PNP三極體,如2N5401、S8550等;MOS是開V形槽的N型場效電晶體,如S2N60(2A,600V)等。

複合的目的是提高輸入阻抗,消除場效電晶體內(nèi)部很大的輸入電容對開關(guān)速度的影響,輸出大電流低阻抗。