IGBT与MOSFET和双极晶体管的比较

在需要功率晶体管的应用中，需要了解每种功率晶体管（例如IGBT、MOSFET、双极晶体管）的优缺点并区分使用。现将每种功率晶体管的特点总结如下：

●MOSFET

MOSFET是由电压驱动的，输入阻抗较高，因此控制时消耗的功耗较少。另外，由于是电子或空穴一种载流子的单极晶体管，所以具有开关速度快的优点。但是，与双极晶体管不同的是，不能利用电导调制效应（Webster效应），因此存在导通电阻随耐压增加而增加的缺点。

●双极晶体管

双极晶体管具有高耐压且导通电阻*低的优点。双极晶体管具有可利用电导调制效应抑制压降的特点。电导调制效应是在晶体管工作过程中空穴和电子一起移动，空穴注入到N-层，从而使其电阻减小。此外，由于双极晶体管会进行电流放大工作，因此允许流过比所施加电流更大的电流。缺点是输入阻抗低，控制时所消耗的功耗大，而且由于使用的是两种极性的载流子，所以开关速度较慢。
*参数为"饱和电压"。

●IGBT

IGBT是输入部分为MOSFET结构、输出部分为双极结构的复合型器件，同时具备MOSFET和双极晶体管两者的优点。输入阻抗高，可以用小功率驱动，并且可以将电流放大为大电流。此外，即使在高耐压条件下，导通电阻*也可保持在较低水平。开关速度不如MOSFET快，但比双极晶体管要快。
*参数为"饱和电压"。

GBT、Si MOSFET、SiC MOSFET和双极晶体管等功率元器件应根据其特点物善其用。此外，功率元器件除了以元器件单品（分立半导体）的形式使用外，将元器件与其他基本部件组合在一起的模块形式也被广泛使用。下面是从输出容量和工作（开关）频率的角度出发列出的IGBT、Si MOSFET、SiC MOSFET和双极晶体管的适用范围。另外，还对分立产品和模块进行了分类。

从输出容量和工作频率的角度看各种功率元器件的适用范围（示意图）

IGBT分立产品覆盖1kHz～50、60kHz的频率范围、稍高于1kVA的输出容量范围。IGBT模块的话，根据与其他部件的组合等情况，工作频率上限程度相同，但输出容量范围可高达100MVA以上。随着输出容量的增加，工作频率会因为开关损耗等的限制而降低。IGBT具有耐压高、损耗低、速度较快等优点，但每种晶体管都有其优点，所以基本上还是需要根据应用产品来区分使用。

来源： 电源技术信息网站罗姆电源设计R课堂