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MOSFET和IGBT性能的比较
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黑龙江通信技术
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&#$%&’和;3=’性能的比较
（黑龙江省电信技术支援中心，黑龙江
要：介绍&#$%&’和;3=’的基本原理和特性，并对它们的性能进行了比较。
关键词：&#$%&’；;3=’；3’&
中图分类号：（())!）’1?@文献标识码：=文章编号：!))A&B!?0)!&))BC&)(
!&#$%&’的原理
（功率场控晶体管）在近年来应用较多，&#$%&’
电流:49)，只有在漏―源电压24$8)后，才能形成从源极到漏极的漂移电流。电流与外加电压成正比。
!5(输出特性
下的漏极电流（;4）与漏―源不同栅―源电压（23$）
它由多数载流子导电，开关时间短，一般为纳秒数量级，典型值为()*+，工作频率可达,)-./以上。
电压（24$）的关系称为输出特性，当23$等于常数时漏极电流按比例地随漏―源电压增加而增加，如果24$8（23$&2’），漏极电流不再按比例地随漏―源电压增加而增加，电流基本上不发生变化。
&#$%&’栅源之间的输入阻抗大于0)&!。&#$%&’
中的电流是在电场作用下多数载流子形成的漂移电流，对1沟道器件，是电子形成的，其电流密度受到栅―源电压（23$）和漏―源电压（24$）两个因素的影响。
&#$%&’是一种只有多数载流子导电的单极型器
件，由于不存在少数载流子积蓄效应，开关速度快，而且它是一种绝缘栅器件，基本不需控制电流，因而驱动功率小，它也没有二次击穿现象，安全工作区宽，热稳定性好。
!5!转移特性
&#$%&’是电压控制器件，它的控制性能由漏
极电流与栅―源电压之比来衡量，称为转移特性6基本原理如图!。
(;3=’的原理
;3=’（绝缘栅极晶体管）是以功率双极晶体管
（3’&）为主导元件，等效&#$%&’为驱动元件的器件，
电路如图(。
图!功率&#$%&’原理图
当23$!)，元件呈阻断状态；
当)723$72’，（2’为器件栅极阀值电压），元件呈阻断状态。
元件形成导电沟道。当23$82’时，
在23$82’时，若24$9)，元件呈阻断状态，漏极
图(;3=’等效电路
;3=’的开通和关断是由门极电压来控制的。门极
（3）加以正电压时，为晶体管提&#$%&’内形成沟道，
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GTO、IGBT、MOSFET特性测... 2页 1下载券 SCR、GTO、MOSFET、GTR、... 4页...期 &#$%&’ 和 ;3=’ 性能的比较 任瑞方(黑龙江省电信技术支援中心,黑龙江...MOSFET与IGBT的区别_电子/电路_工程科技_专业资料。MOSFET 与 IGBT 的区别 MOSFET 和 IGBT 内部结构不同,决定了其应用领域的不同. 1,由于 MOSFET 的结构,通常它...MOSFET和IGBT的对比分析_电子/电路_工程科技_专业资料。电子封装的热仿真和应力计算,主要是IGBTVol.41No.111772 计算机与数字工程 Comutr&DiitalEnineerin peggg 总...IGBT与MOSFET以及BJT的性能对比_电子/电路_工程科技_专业资料。IGBT 与 MOSFET 以及 BJT 的性能对比 IGBT 相对于 MOSFET 及 BJT 的优点: 1. 因为 IGBT 具有...IGBT 和 MOSFET 电性能的不同相同功率容量的 IGBT 和 MOSFET 的主要区别是 IGBT 速度可能慢于 MOSFET,再者就是 IGBT 存在关断拖尾时间 ttail .ttail 长,死区...MOSFET与IGBT的区别 IGBT的参数_电子/电路_工程科技_专业资料。MOSFET:金属-氧化...IGBT替代MOSFET 3页 免费 MOSFET和IGBT性能的比较 2页 1下载券... Mosfet 和 IGBT 驱动对比的简介编写:陈浩 hao.chen@powersemi....从 漏极方面来看,它与 n 基极层之间构成了 pn 二极管,大大提高了耐压性能。...专题特写: 分立半导体器件 在 SMPS 应用中选择 IGBT 和 MOSFET 的比较飞兆半导体公司应用工程师 RonRandall 开关电源 (SwitchModePowerSSMPS) 的性能在很大...虽然没有万全的方案 来解决选择 IGBT 还是 MOSFET 的问题, 但针对特定 SMPS 应用中的 IGBT 和 MOSFET 进行性能比较, 确定关键参数的范围还是能起到一定的参考...MOSFET 和 IGBT 的关系_机械/仪表_工程科技_专业资料。MOSFET 和 IGBT 的关系IGBT 是绝缘栅双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor),它是八十年代初诞生,...IGBT的锁定效应和安全工作区
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IGBT的锁定效应和安全工作区
1.锁定效应IGBT为四层结构，体内存在一个寄生晶体管，其等效电路如图1所示。在V2的基极与发射极之间并有一个扩展电阻Rb，在此电阻上，P型体区的横向空穴会产生一定压降，对J3结来说，相当于一个正偏电流范围内，这个正偏置电压不大，对V2不起作用，当Id大到一定程度时，该正偏置电压足以使V2开通，进而使V2和V3处于饱和状态，于是寄生晶体管开通，栅极失去对集电极电流的控制作用，这就是所谓的IGBT的静态锁定效应，IGBT发生锁定效应后，漏极电流增大，造成过高功耗，导致损坏。可见，漏极电流有一个临界值Idm，当Id&&Idm时便会产生锁定效应。
图1&&具有寄生晶体管的IGBT等效电路在IGBT&关断的动态过程中，假若dvds/dt过高，那么在J2结中引起的位移电流会增大，当该电流流过体区扩展电阻Rb时，也可产生足以使晶体管V2开通的正向偏置电压，满足寄生晶体管开通锁定的条件，形成动态锁定效应。为此，在应用中必须防止IGBT发生锁定效应，为此可限制Idm值，或用加大栅极电阻RG的办法延长IGBT关断时间，以减少dvds/dt值。值得指出的是，动态锁定效应允许的漏极电流比静态锁定所允许的要小，IGBT&器件提供的Id值是按动态锁定效应所允许的最大漏极电流来确定的。锁定效应曾限制&IGBT&电流容量提高，这个问题在20世纪90&年代中后期开始逐渐解决，即将IGBT与反并联的快速二极管封装在一起，制成模块，成为逆导器件。2．安全工作区安全工作区（SOA)反映了一个功率器件同时承受一定电压和电流的能力。IGBT的安全工作区可以分为三个主要区域：1)正向导通[正向偏置安全工作区(&FBSOA)]。这部分安全工作区是指电子和空穴电流在导通瞬态时流过的区域。在lc处于饱和状态时，IGBT所能承受的最大电压是器件的物理极限。IGBT开通时的正向偏置安全工作区由&电流、电压和功耗三条边界极限包围而成（最大集电极电流、最大集电极—发射极间电压和最大集电极功耗）。最大集电极电流ICmax是根据避免动态锁定效应而设定的，最大集电极—发射极电压VCEmax是由IGBT中晶体管V2的击穿电压所确定，最大功耗则是由最高允许结温所决定。导通时间越长，发热越严重，安全工作区则越窄，如图2a所示。
图2&&IGBT的安全工作区a)&IGBT&正向偏置&&b）IGBT的反向偏置2)反向偏置安全工作区(Reverse&Bias&Safe&Operation&Area，RBSOA)&&由反向最大集电极电流、最大集电极—发射极间电压和最大允许电压上升率dvCE/dt&确定，这个区域表示栅偏压为零或负值但因空穴电流没有消失，丽；存在时的关断瞬态。IGBT的反向偏置安全工作区如图2b所示，它随IGBT&关断时的dvCE/dt而改变，dvCE/dt越高，RBSOA越窄。3)短路安全工作区（短路安全运行Short&CircUit&Safe&Operation&Area，SCSOA）。SCSOA是在电源电压条件下接通器件后，所测得的驱动电路控制被测试器件的时间最大值。在设计缓冲电路时要保证使关断时VCE&-&IC的工作轨迹全部容纳在该RBSOA区域内。由于SCSOA区在集电极电流变大时有变窄的倾向，在应用设计中需要加以注意。
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从安全工作区探讨IGBT的失效机理
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具有低损耗、宽安全工作区的1700V平面栅软穿通IGBT
作者单位：
株洲南车时代电气股份有限公司
母体文献：
2014`全国半导体器件产业发展、创新产品和新技术研讨会暨第七届中国微纳电子技术交流与学术研讨会论文集
会议名称：
2014`全国半导体器件产业发展、创新产品和新技术研讨会暨第七届中国微纳电子技术交流与学术研讨会
会议时间：
会议地点：
主办单位：
中国半导体行业协会
在线出版日期：
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万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社反向偏压安全工作区
此外，正VCE(on)温度系数使新器件适合并联使用。该IGBT系列的其它主要优势还包括经过优化的方形反向偏压安全工作区(RBSOA)，以及高达175°C的最大工作温度。
基于30个网页-
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