IGBT既有MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点,又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点,是电力电子领域较为理想的开关器件。IGBT可以看做由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件,BJT即三极管,是电流驱动器件,基本结构是两个背靠背的PN结,基极和发射极之间的PN结称为发射结,基极和集电极之间的PN结称为集电结,通过控制输入电压和基极电流可以使三极管出现电流放大或开关效应。
1、为什么开关电源的开关管一般是用MOS管而不晶体三极管1,MOS管损耗比三极管小2,MOS管为电压驱动型,驱动电路比较简单,三极管为电流驱动型3,MOS管的温度特性要比三极管好。mos的输入阻抗接近无穷,用作开关静态的时候漏电小,功耗小,可靠。三极管靠基极电流驱动,这个电流产生额外的功耗。理想的开关电路就是通电和断电状态,通断两个稳态,尤其是断开状态是不应该产生功耗的,这点mos更理想。
如一楼所说,原因是BJT是电流控制器件,MOS是电压控制器件。BJT需要较大的控制电流,很多时候需要逐级放大,而MOS的栅极电流很小,几乎可以忽略;由于这个原因,再加上mos饱和时导通沟道产生的压降比BJT饱和压降低,所以耗散功率更小,效率也就更高。所以一般的功率开关管都会选择mos而不是BJT。但是mos的栅电容决定了它的开关速度,同样用途的管子,一般BJT能够达到更高的速度。
2、为什么双极型晶体管的速度比MOS管高?BT不一定比MOS的速度要快,HBT肯定比MOS要高,因为两端势垒被通过调整成更利于载流子快速传输。MOS管主要是门电压调整开关的时候需要一个反应时间,而且在门开的时候载流子通过沟道的时间会因为复合理论而被限定在一个值内,这个时间比通常BT里载流子贯穿晶体管的时间要长,所以BT一般比MOS要快,但是功耗要打得多,因为一直需要门电流在。
3、同轴开关的简介构成同轴开关的器件有铁氧体、PIN管、FET或BJT。铁氧体和PIN是经典的开关器件,表1给出了两种器件的性能比较,铁氧体的特点是功率大、损耗小,PIN的特点是快速,成本低,FET或BJT有增益,已经成为中、小功率开关的主要器件。各种器件的同轴开关都有自己的使用场合。