对比功率器件IGBT 真的比 MOSFET 好吗

基本上，功率半导体大致可分为功率离散元件 (Power Discrete) 与功率积体电路 (Power IC) 二大类，其中，功率离散元件产品包括 MOSFET、二极体，及 IGBT，当中又以 MOSFET 与 IGBT 最为重要。

　　IGBT 比 MOSFET 好吗?我已经完成了相当多的电源设计，包括开关电源和 H 桥电机控制器早在 1970 年代和 1980 年代，我的设计是使用 NPN 双极功率晶体管完成的我们很少使用 PNP 设备，因为它们通常成本更高，并且当前额定值不及 NPN 对应设备(其他条件相同)。

　　MOSFET、IGBT 主要用于将发电设备所产生电压和频率杂乱不一的电流，透过 一系列的转换调製变成拥有特定电能参数的电流，以供应各类终端电子设备，成为电子电力变化装置的核心元件之一 而全球功率半导体市场中，用于工业控制比重最高，达 34%，其次是汽车及通讯领域各占 23%，消费电子则占 20%。

　　MOSFET 依内部结构不同，可达到的电流也不同，一般大到上 KA 也是可行，但 MOSFET 耐电压能力没有 IGBT 强 而 MOSFET 优势在于可以适用高频领域，MOSFET 工作频率可以适用在从几百 KHZ 到几十 MHZ 的射频产品。

而 IGBT 到达 100KHZ 几乎是最佳工作极限 最后，若当电子元件需要进行高速开关动作，MOSFET 则有绝对的优势，主要在于 IGBT 因有整合 BJT，而 BJT 本身存在电荷存储时间问题，也就是在 OFF 时需耗费较长时间，导致无法进行高速开关动作。

所以综合来看，MOSFET 适用在携带型的充电电池领域，或是行动装置中至于 IGBT 则适用在高电压、大功率的设备，如电动马达、汽车动力电池等　　我们也避开了达林顿晶体管它们具有高到非常高的增益，但它们的饱和电压也很高，显着增加了器件内的功耗。

　　由于输入晶体管的集电极连接到输出晶体管的集电极，一旦输出晶体管开始导通，它就会从输入晶体管中夺走驱动电流(或剥夺电压源)结果是复合器件的饱和电压约为 1 伏在高集电极电流下，器件中耗散的功率使其运行时非常温暖。

　　从 1980 年代到现在，选择的晶体管通常是 N 沟道 MOSFET与双极器件一样，P 沟道 FET 的额定功率不高，而且价格更高使用 FET，极高的输入阻抗使驱动栅极更加 容易栅源电容在一定程度上抵消了这一优势，尤其是在高开关频率下。

　　我从未使用过绝缘栅双极晶体管 (IGBT)，部分原因是我从未完全理解它们我最初认为它们是用 N 沟道 FET 代替输入双极晶体管的达林顿器件这将产生具有极高输入阻抗和高总增益的器件，但当然仍会存在高饱和电压和相应的高功耗。

　　我最近看到更多关于 IGBT 器件的新闻稿，所以我决定仔细研究一下这些器件的真正含义　　啊哈!它实际上使用 N 沟道 FET 作为输入器件，但双极器件是 PNP 器件现在它变得更加高效，并且该设备可以具有非常高的击穿电压能力。

只需几伏电压即可打开 FET，然后您就可以用力打开 PNP 晶体管有那个寄生NPN晶体管;与 PNP 相结合，它使双极部分看起来像一个 SCR事实上，早期的 IGBT 器件存在闩锁问题：有时，一旦打开它们，就无法将其关闭，除非您切断集电极电流(关闭主电源)。

现代设备已经解决了这个问题　　顺便说一句，您会看到 IGBT 的不同符号;这个是半常见的：　　请注意，上端称为集电极，但它连接到 PNP 发射极这只是为了简化每个人对其使用方式的理解，而不是内部发生的事情。

　　这些设备并不是适用于所有应用的解决方案只要您将它们与可比较的高压、大电流器件(高达千伏和数百安培范围)进行比较，它们的正向压降就低于普通 MOSFET在更温和的电流水平下，常规 FET 更好如果您需要 PWM 速率的高开关速度(达到数百 kHz 或 MHz 范围)，请再次使用传统的 FET。

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