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场效应管与igbt管区别 怎样区分场效应管与IGBT管

工程师邓生 来源:未知 作者:刘芹 2023-11-22 16:51 次阅读

场效应管与igbt管区别 怎样区分场效应管与IGBT管

场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)和绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)是两种常见的功率管件。它们在应用领域、结构、工作原理、特点以及性能参数等方面有着一些区别。以下是对这两种管件逐一进行详尽、详实、细致的比较解释。

1. 应用领域的区别:

场效应管主要应用于低功率放大、开关电路以及射频微波领域。由于它具有高输出阻抗和低输入电流,适用于高频电路设计。同时,场效应管也广泛用于模拟电路中,如运算放大器、电压比较器等。
IGBT广泛应用于高功率电力电子设备,如变频器、直流电动机驱动、电机和发电机控制等。它具有较高的耐压能力和低导通压降,适合在高压高电流的应用场景下使用。

2. 结构的区别:

场效应管的结构主要由导电性质的沟道、栅极和源、汇极组成。沟道通过栅极和源、汇极之间的电压而形成,控制着沟道的导电性。可以分为N沟道型和P沟道型两种类型,分别由n型沟道和p型沟道构成。
IGBT是由P型柱极和N型底极之间通过N型加强型MOSFET管共同组成的。相比于场效应管,IGBT有更复杂的结构,包括N型增强型MOSFET和复合型双极晶体管,以实现较高的耐压与输电能力。

3. 工作原理的区别:

场效应管的工作原理基于栅极电压与沟道的电阻变化来控制导电性。在N沟道型中,当栅极与源极间施加一个较高的正电压时,沟道导电性增强,形成导电通道,从而实现沟道电流的控制。在P沟道型中,施加较高的负电压才能实现相同的效果。
IGBT则是以栅极电极处的电压变化来控制主电流。当P型基极与N型集电极之间的电压超过一定值时,栅极形成N型沟道,允许电流通过。而当电压低于这个临界值时,栅极的N型沟道会被P型基极的PN结截止,导致电流截断。

4. 特点的区别:

场效应管具有高输入电阻、较低的输出电阻和较高的增益。它们操作电压范围广,能够在低电压下进行精确控制。此外,它在开关速度和工作频率上表现出较好的性能。
IGBT具有较高的工作电压和输电能力,比场效应管具有更低的导通压降和较高的输出导通电流。IGBT由于具有双极晶体管部分的特点,因此具有较高的开通速度和较好的饱和电压特性。

5. 参数的区别:

常见的场效应管参数包括最大漏极电流(IDmax)、最大栅源电压(VGSmax)、漏源电阻(RDSON)等。这些参数主要决定场效应管的工作性能和使用限制。
常见的IGBT参数包括最大集电极电流(ICmax)、最大栅极源极电压(VGEmax)、导通压降(VCEsat)等。这些参数对于IGBT的功率和稳定性具有重要影响。

总结:

场效应管和IGBT各有其适用领域和特点。场效应管在低功率放大、开关和射频电路中具有广泛应用,而IGBT则适用于高功率电力电子设备的控制和驱动。通过结构、工作原理、特点和参数等方面的详细比较,可以更好地理解它们的区别和使用场景。

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