IGBT的特点:与MOSFET和双极晶体管的比较

本文的关键要点

・了解IGBT、MOSFET、双极晶体管的特点,并根据应用区分使用IGBT、MOSFET、双极晶体管。

IGBT的特点:与MOSFET和双极晶体管的比较

在需要功率晶体管的应用中,需要了解每种功率晶体管(例如IGBT、MOSFET、双极晶体管)的优缺点并区分使用。现将每种功率晶体管的特点总结如下:

MOSFET(Nch) 双极晶体管(NPN) IGBT
基本结构

MOSFETの構造図

バイポーラトランジスタの構造図

IGBTの構造図

控制 栅极电压 基极电流 栅极电压
容许电流
开关速度
导通电阻

※◎、○、△为相对比较示意图标

●MOSFET

MOSFET是由电压驱动的,输入阻抗较高,因此控制时消耗的功耗较少。另外,由于是电子或空穴一种载流子的单极晶体管,所以具有开关速度快的优点。但是,与双极晶体管不同的是,不能利用电导调制效应(Webster效应),因此存在导通电阻随耐压增加而增加的缺点。

●双极晶体管

双极晶体管具有高耐压且导通电阻*低的优点。双极晶体管具有可利用电导调制效应抑制压降的特点。电导调制效应是在晶体管工作过程中空穴和电子一起移动,空穴注入到N-层,从而使其电阻减小。此外,由于双极晶体管会进行电流放大工作,因此允许流过比所施加电流更大的电流。缺点是输入阻抗低,控制时所消耗的功耗大,而且由于使用的是两种极性的载流子,所以开关速度较慢。
*参数为“饱和电压”。

●IGBT

IGBT是输入部分为MOSFET结构、输出部分为双极结构的复合型器件,同时具备MOSFET和双极晶体管两者的优点。输入阻抗高,可以用小功率驱动,并且可以将电流放大为大电流。此外,即使在高耐压条件下,导通电阻*也可保持在较低水平。开关速度不如MOSFET快,但比双极晶体管要快。
*参数为“饱和电压”。

<小结>

本文对MOSFET、双极晶体管和IGBT进行了比较。IGBT具有耐压高、损耗低、速度较快等优点,但每种晶体管都有其优点,所以基本上还是需要根据应用产品来区分使用。关于各种功率晶体管的适用范围及区分使用方法,请参考“IGBT的适用范围”和“使用了IGBT的应用产品”。

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