تفاوت MOSFET و IGBT

سه نوع ترانزیستور عمده وجود دارد: ترانزیستور دو قطبی ، MOSFET و IGBT. جدول زیر عملکرد و مشخصات این ترانزیستورها را مقایسه می کند. ترانزیستورهای دو قطبی به دلیل نیاز به مدارهای محرک و محافظ و سرعت پایین سوئیچینگ ، امروزه به سختی برای برق قدرت و برنامه های سوئیچینگ استفاده می شود. در عوض ، از MOSFET و IGBT با توجه به خصوصیات مورد نیاز آن ها به طور انتخابی در پروژه ها استفاده می شود.

MOSFET ، مخفف “ترانزیستور اثر میدان نیمه هادی فلزی اکسید” ، نوع خاصی از ترانزیستور اثر میدانی است که به دلیل ساختار پیچیده وامپدانس ورودی بالا ، به طور گسترده ای در مدارهای مجتمع بسیار بزرگ استفاده می شود. این یک دستگاه نیمه هادی چهار ترمینال است که سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را کنترل می کند.  دروازه ماسفت ( gate ) بین منبع و تخلیه ( drain ) قرار دارد و توسط یک لایه نازک ازاکسید فلز عایق بندی می شود که مانع از جریان یافتن بین دروازه و کانال می شود. این فناوری اکنون در انواع وسایل نیمه هادی برای تقویت سیگنال های ضعیف استفاده می شود.

در تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT باید گفت که در منطقه کم جریان ، MOSFET ولتاژ حالت کمتری نسبت به IGBT از خود نشان می دهد. با این حال ، در منطقه با جریان بالا ، IGBT ولتاژ حالت کمتری نسبت به MOSFET نشان می دهد ، به ویژه در دمای بالا این امر مشهود است. IGBT ها معمولاً در فرکانس سوئیچینگ کمتر از 20 کیلوهرتز مورد استفاده قرار می گیرند زیرا افت سوئیچینگ بالاتری نسبت به ماسفت های تک قطبی دارند.

تفاوت MOSFET و IGBT:

· تفاوت اول:

IGBT مخفف ترانزیستور دو قطبی عایق بندی شده است که توانایی کنترل جریان بالای ترانزیستورهای دو قطبی را با کنترل MOSFET ترکیب می‌کند. همچنین این ترانزیستورها کنترل کننده های جریان هستند که مزایای BJT و MOSFET را برای استفاده در مدارهای تغذیه و کنترل موتور دارند، این درحالیست که ماسفت مخفف ترانزیستور اثر نیمه هادی می‌باشد که ولتاژ اعمال شده به آن رسانایی ترانزیستور را تعیین می‌کند.

· تفاوت دوم:

تفاوت بعدی در نوع عملکرد آنها می‌باشد به این صورت که ماسفت با تغییر الکترونیکی عرض کانال توسط ولتاژ بر پایه ای به نام گیت که بین سورس و درین قرار دارد، کار می‌کند و توسط یک لایه نازک اکسید سیلیکون عایق می‌شود، در حالی که IGBT جریان بین اتصال دو قطبی را در یک قطعه سیلیکون کنترل می‌کند.

· تفاوت سوم:

تفاوت بعدی این دو ترانزیستور مربوط به مقاومت آنها در برابر آسیب است که ماسفت ها از حساسیت بالایی در این زمینه برخودار هستند.

به طور کلی تفاوت بین MOSFET و IGBT عبارت است از:

۱. MOSFET یک قطعه است که در آن هدایت جریان الکتریکی از طریق الکترون‌ها انجام می‌شود، در حالی که IGBT، جریان شامل جابه جایی الکترون ها و حفره ها است.

۲. IGBT از ترمینال های امیتر، کلکتور و گیت تشکیل شده است، در حالی که MOSFET تشکیل شده از ترمینال‌های سورس، درین و گیت.

۳. استفاده از IGBT برای کاربردهای ولتاژ بالاتر بهتر خواهد بود زیرا یک قطبی است و برای جریان معکوس نیاز به دیود اضافی دارد. به همین دلیل دیود اضافی در IGBT عملکرد بسیار بالایی در مقایسه با MOSFET دارد.

۴. ساختارهای ماسفت و IGBT بسیار شبیه به هم هستند اما به دلیل یک لایه اضافی در ماسفت ها، رسانایی با تزریق حفره ها افزایش می‌یابد و باعث افت ولتاژ در حالت روشن می‌شود.

۵. MOSFET با ولتاژی در حدود ۶۰۰ ولت کار می‌کند اما IGBT با ولتاژی حدود ۱۴۰۰ ولت کار خود را انجام می‌دهد. بنابراین، در ولتاژهای بالا جریان کم و در نهایت باعث تلفات کم سوئیچینگ می‌شود.