Différence principale - IGBT vs MOSFET

IGBT et MOSFET sont deux types différents de transistors utilisés dans l'industrie électronique. De manière générale, les MOSFET sont mieux adaptés aux applications basse tension à commutation rapide, tandis que les IGBTS conviennent mieux aux applications haute tension à commutation lente. Les différence principale entre l'IGBT et le MOSFET est que le L'IGBT a une jonction p-n supplémentaire par rapport au MOSFET, ce qui lui confère les propriétés du MOSFET et du BJT.

Qu'est-ce qu'un MOSFET

MOSFET signifie Transistor à effet de champ semi-conducteur à oxyde métallique. Un MOSFET se compose de trois terminaux: un (S), un égoutter (D) et un portail (G). Le flux de porteurs de charge de la source au drain peut être contrôlé en modifiant la tension appliquée à la grille. Le diagramme montre un schéma d'un MOSFET:

La structure d'un MOSFET

Le B sur le diagramme s'appelle le corps; cependant, généralement, le corps est connecté à la source, de sorte que dans le MOSFET réel, seuls trois terminaux apparaissent.

Dans nMOSFETs, Autour de la source et du drain se trouvent des semi-conducteurs de type n (voir ci-dessus). Pour que le circuit soit complet, les électrons doivent circuler de la source au drain. Cependant, les deux régions de type n sont séparées par une région de type p substrat, qui forme une région d'appauvrissement avec les matériaux de type n et empêche la circulation du courant. Si la grille reçoit une tension positive, elle attire des électrons du substrat vers elle-même, formant un canal: une région de type n reliant les régions de type n de la source et du drain. Les électrons peuvent maintenant traverser cette région et conduire le courant.

Dans pMOSFETs, le fonctionnement est similaire, mais la source et le drain sont plutôt dans des régions de type p, avec le substrat de type n. Les porteurs de charge dans les pMOSFET sont des trous.

UNE MOSFET de puissance a une structure différente. Il peut être constitué de plusieurs cellules, chaque cellule ayant des régions MOSFET. La structure d'une cellule dans un MOSFET de puissance est donnée ci-dessous:

La structure d'un MOSFET de puissance

Ici, les électrons circulent de la source au drain via le chemin indiqué ci-dessous. En cours de route, ils subissent une résistance importante lorsqu'ils traversent la région indiquée par N^–.

Certains MOSFET de puissance, illustrés avec une allumette pour la comparaison de taille.

Qu'est-ce qu'un IGBT

IGBT signifie «Insulated Gate Bipolar Transistor". Un IGBT a une structure assez similaire à celle d'un MOSFET de puissance. Cependant, le n-type N⁺ région du MOSFET de puissance est ici remplacée par un p -type P⁺ Région:

La structure d'un IGBT

Notez que les noms donnés aux trois terminaux sont légèrement différents par rapport aux noms donnés pour le MOSFET. La source devient un émetteur et le drain devient un collectionneur. Les électrons circulent de la même manière via un IGBT que dans un MOSFET de puissance. Cependant, les trous de la P⁺ région diffuse dans le N^– région, réduisant la résistance subie par les électrons. Cela rend les IGBT adaptés à une utilisation avec des tensions beaucoup plus élevées.

Notez qu'il y a maintenant deux jonctions p-n, ce qui donne à l'IGBT certaines propriétés d'un transistor à jonction bipolaire (BJT). Le fait d'avoir la propriété de transistor rend le temps nécessaire à un IGBT pour s'éteindre plus long par rapport à un MOSFET de puissance; cependant, c'est encore plus rapide que le temps pris par un BJT.

Il y a quelques décennies, les BJT étaient le type de transistor le plus utilisé. De nos jours, cependant, les MOSFETS sont le type de transistor le plus courant. L'utilisation d'IGBT pour les applications haute tension est également assez courante.

Différence entre IGBT et MOSFET

Le nombre de jonctions p-n

MOSFET ont une jonction p-n.

IGBT ont deux jonctions p-n.

Tension maximale

Relativement, MOSFET ne peut pas gérer des tensions aussi élevées que celles gérées par un IGBT.

IGBT ont la capacité de gérer des tensions plus élevées car ils ont une région p supplémentaire.

Heures de commutation

Heures de commutation pour MOSFET sont comparativement plus rapides.

Heures de commutation pour IGBT sont comparativement plus lents.

Les références

MOOC PARTAGER. (2015, 6 février). Leçon d'électronique de puissance: 022 MOSFET de puissance. Récupéré le 2 septembre 2015 sur YouTube:

MOOC PARTAGER. (2015, 6 février). Leçon d'électronique de puissance: 024 BJT et IGBT. Récupéré le 2 septembre 2015 sur YouTube:

Image de courtoisie

"Structure MOSFET" par Brews ohare (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Coupe transversale d'un MOSFET à puissance diffuse verticale classique (VDMOS)." par Cyril BUTTAY (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

« Deux MOSFET dans le boîtier D2PAK. Ce sont des valeurs nominales de 30 A et 120 V chacune. » par Cyril BUTTAY (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

« Coupe transversale d'un transistor bipolaire à porte isolée classique (IGBT) par Cyril BUTTAY (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons