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  6. 新能源應用中要選擇MOSFET還是IGBT
    • 發布時間:2020-01-03 16:41:15
    • 來源:
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    新能源應用中要選擇MOSFET還是IGBT
    MOSFET和IGBT是目前應用最廣泛的兩種功率半導體器件。隨著智能網聯汽車、新能源行業的快速發展,大功率MOSFET和IGBT等新型MOS管的作用越來越受重視,以IGBT為代表的快充技術更被視作未來十年的發展趨勢。
    大功率MOSFET是市場主流
    MOSFET
    今天,大功率MOSFET已成為功率組件的主流,在市場上居于主導地位。以計算機為首之電子裝置對輕、薄、短、小化以及高機能化的要求帶動大功率MOS管的發展。尤其是低耐壓大功率MOSFET,隨者其母體MOS IC集成度的提高而性能大增。
    大功率MOSFET的MOS閘極(GATE)四周圍繞的絕緣膜(材質通常為SiO2)的質量決定其特性及可靠度。隨著手提型計算器及計算機等之迅速普及,為了節省消耗功率而延長電池之使用時間,性能稍差但省電的MOS IC成為時代之寵兒。同時,導入先進IC微細加工技術之后使得大功率MOS管器件性能大幅提高。
    大功率MOSFET是第一個進入市場的MOS器件。隨著電池驅動型便攜式設備的迅速發展,大功率MOSFET的角色扮演著十分重要。不過,在經受高耐壓后,大功率MOSFET的功率損失迅速增加。一般來說,市電供電交流電源所使用的大功率MOSFET的耐壓必須高達500~1000V左右,在此高壓領域內,其理論功率損失較雙極(BIPOLAR)型大功率組件還要大。如果加大MOS管組件的芯片尺寸,雖然能降低功率損失,但同時也會增加成本。
    IGBT效率遠高于大功率MOSFET
    IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是由BJT(雙極型三極管)和MOS管組成的復合型功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點,特別是600V以上應用中的功率損失相當低。
    和大功率MOSFET相比,IGBT屬于雙極組件,雖然可以通過工藝技術提高BJT的性能,但無法從根本上解決BJT的電荷存儲時間(STORAGE TIME)問題。也就是說,BJT在關閉時需耗費較長時間,不適合高速切換的應用,但完全滿足市電供電的應用,例如驅動馬達等,其效率也遠比大功率MOSFET高。
    雖然大功率IGBT快充技術才是趨勢,目前大多數充電樁企業使用MOSFET作為開關電源模塊的核心器件。從MOS管參數看,要實現1000V以上、350A以上的大功率直流快充,一般廠家都會采用高壓MOS管。
    由于MOSFET和IGBT產品種類繁多,應用中要根據數據表和測量參數,配合具體應用方案選擇產品,還要考慮動力電池、充電樁、電動汽車整車、電網等整體技術和設計要求。
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