关于IGBT和MOS的比较

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资源描述

是的,在低压下igbt相对mos管没任何优势(电性能上没有,价格上更没有,所以你基本上看不到低压igbt,并不是低压的造不出来,而是毫无性价比)。在600v以上,igbt的优势才明显,电压越高,igbt越有优势,电压越低,mos管越有优势。开关速度,目前mos管最快,igbt较慢,大概慢一个数量级(因为igbt原理是mos管驱动三极管,mos要先导通然后导通电流驱动三极管导通,三极管导通比mos慢很多)。导通压降,一般低压mos管使用都控制在0.5v以下(基本不会超过1v的)。比如ir4110,内阻4毫欧姆,给它100a的导通电流,导通压降是0.4v左右。mos开关速度快,意味着开关损耗小(开关发热小),同样电流导通压降低,意味着导通损耗小(还是发热小)。上面说的是低压状况。高压情况就差很多了。开关速度无论高压低压都是mos最快。但高压下mos的导通压降很大,或者说mos管内阻随耐压升高迅速升高,比如600v耐压的coolmos,导通电阻都是几百毫欧姆或几欧姆,这样它的耐流也很小(通过大电流就会烧掉),一般耐流几安或者几十安培。而igbt在高耐压压下,导通压降几乎没明显增大(原因还是主要导通电流是通过三极管),所以高压下igbt优势明显,既有高开关速度(尽管比mos管慢,但是开关比三极管快很多),又有三极管的大电流特性。IGBTPKMOSFET,需要耐压超过150V的使用条件,MOS管已经没有任何优势!以典型的IRFS4115为例:VDS-150V,ID-105A(Tj=25摄氏度,这个唬人指标其实毫无实际使用价值),RDS-11.8m欧姆;与之相对应的即使是第四代的IGBT型SKW30N60对比;都以150V,20A的电流,连续工况下运行,前者开关损耗6mJ/pulse,而后者只有1.15mJ/pulse,不到五分之一的开关损耗!就这点,能为用户省去多少烦恼?要是都用极限工作条件,二者功率负荷相差更悬殊!其实,很多时候,我们的影像中,还停留在多年前的IGBT的概念中。。。更不必比较现在的六,七代及以后的IGBT技术指标了!正因为如此,有大功率需求的诸如冶金,钢铁,高速铁路,船舶。。。等领域已广泛应用IGBT元器件,而已经很少采用MOSFET来作为功率元器件。而我们热衷的事实只是人家淘汰下来的过剩东西的“合理”利用罢了,绝对算不上啥宝贝。令吾辈感叹地是,由这些“宝贝”堆积起来的所谓大功率(其实按工业标准也就3~5KW)的控制器,能卖到5,6千乃至8,9千元,不得不佩服资本的力量!不知你怎么得来的同样电流下开关损耗mos管比igbt还大。mos管的最大优势就是开关速度快。开关损耗低。劣势是雪崩能量低。如果这个mos管本来开关时间20ns,你非得通过驱动电路限流把开关时间搞成2us,当然开关损耗很大(但这不是管子本身造成的,是实际使用条件限制)。另外同样电流下,低压igbt没性价比。(比如200v100a应用场合,igbt会比mos贵很多)。所以一般igbt击穿电压起步是600v的。600v以上优势明显。mos管最高电压一般也在600v-650v,这时要用coolmos技术降低导通电阻。英飞凌to-220封装ipp075n15,耐压158v,典型内阻6毫欧姆,单管能搞定100a电流(保守期间,60a)。我这里并不是说mos怎么好,igbt怎么不好。而是两者都有各自的优势。mos管,igbt,三极管比较,mos开关速度最快,三极管最慢,而igbt内部是靠mos管先开通驱动三极管开通(这个原理决定了它的开关速度比mos慢,比三极管快,和几代技术无关)。mos管的最大劣势是随着耐压升高,内阻迅速增大(不是线性增大),所以高压下内阻很大,不能做大功率应用。随着技术发展,无论mos管还是igbt管,它们的各种参数仍在优化。目前igbt技术主要是欧美和日本垄断,国内最近2年也几个公司研究工艺,但目前都不算成熟,所以igbt基本都是进口。igbt的制造成本比mos高很多,主要是多了薄片背面离子注入,薄片低温退火(最好用激光退火),而这两个都需要专门针对薄片工艺的昂贵的机台(wafer一般厚度150um-300um之间)。我们公司也在做igbt工艺研发,前年有样片出来,性能接近期望目标,不过要想量产还需要进一些设备,另外工艺上还需很多改善。

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