IGBT和MOSFET驱动对比
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MOSFET和IGBT区别
MOSFET和IGBT区别MOSFET和IGBT内部结构不同,决定了其应用领域的不同.1,由于MOSFET的结构,通常它可以做到电流很大,可以到上KA,但是前提耐压能力没有IGBT强。
2,IGBT可以做很大功率,电流和电压都可以,就是一点频率不是太高,目前IGBT硬开关速度可以到100KHZ,那已经是不错了.不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛,MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ,射频领域的产品. 3,就其应用,根据其特点:MOSFET应用于开关电源,镇流器,高频感应加热,高频逆变焊机,通信电源等等高频电源领域;IGBT集中应用于焊机,逆变器,变频器,电镀电解电源,超音频感应加热等领域开关电源 (Switch Mode Power Supply；SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择，即开关管和整流器。
虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题，但针对特定SMPS应用中的IGBT 和 MOSFET进行性能比较，确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。
本文将对一些参数进行探讨，如硬开关和软开关ZVS (零电压转换) 拓扑中的开关损耗，并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。
此外，还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET 或 IGBT导通开关损耗的主要因素，讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。
导通损耗除了IGBT的电压下降时间较长外，IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。
由基本的IGBT等效电路（见图1）可看出，完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾（voltage tail）出现。
这种延迟引起了类饱和 (Quasi-saturation) 效应，使集电极/发射极电压不能立即下降到其VCE(sat)值。
这种效应也导致了在ZVS情况下，在负载电流从组合封装的反向并联二极管转换到 IGBT的集电极的瞬间，VCE电压会上升。
关于IGBT和MOS的比较
是的，在低压下igbt相对mos管没任何优势（电性能上没有，价格上更没有，所以你基本上看不到低压igbt，并不是低压的造不出来，而是毫无性价比）。
在600v以上，igbt的优势才明显，电压越高，igbt越有优势，电压越低，mos管越有优势。
开关速度，目前mos管最快，igbt较慢，大概慢一个数量级（因为igbt原理是mos管驱动三极管，mos要先导通然后导通电流驱动三极管导通，三极管导通比mos慢很多）。
导通压降，一般低压mos管使用都控制在0.5v以下（基本不会超过1v的）。
比如ir4110，内阻4毫欧姆，给它100a的导通电流，导通压降是0.4v左右。
mos开关速度快，意味着开关损耗小（开关发热小），同样电流导通压降低，意味着导通损耗小（还是发热小）。
上面说的是低压状况。
高压情况就差很多了。
开关速度无论高压低压都是mos最快。
但高压下mos的导通压降很大，或者说mos管内阻随耐压升高迅速升高，比如600v 耐压的coolmos，导通电阻都是几百毫欧姆或几欧姆，这样它的耐流也很小（通过大电流就会烧掉），一般耐流几安或者几十安培。
而igbt在高耐压压下，导通压降几乎没明显增大（原因还是主要导通电流是通过三极管），所以高压下igbt 优势明显，既有高开关速度（尽管比mos管慢，但是开关比三极管快很多），又有三极管的大电流特性。
IGBT PK MOSFET ,需要耐压超过150V的使用条件，MOS管已经没有任何优势！以典型的IRFS4115为例：VDS-150V，ID-105A（Tj=25摄氏度,这个唬人指标其实毫无实际使用价值），RDS-11.8 m 欧姆;与之相对应的即使是第四代的IGBT型SKW30N60对比；都以150V,20A 的电流，连续工况下运行，前者开关损耗6mJ/pulse,而后者只有1.15mJ/pulse，不到五分之一的开关损耗！就这点，能为用户省去多少烦恼？要是都用极限工作条件，二者功率负荷相差更悬殊！其实，很多时候，我们的影像中，还停留在多年前的IGBT的概念中。
IGBT和MOSFET 器件的隔离驱动技术
IGBT和MOSFET 器件的隔离驱动技术2008-10-12 18:54引言开关电源中大功率器件驱动电路的设计一向是电源领域的关键技术之一。
普通大功率三极管和绝缘栅功率器件(包括MOSFET场效应管和IGBT绝缘栅双极性大功率管等)，由于器件结构的不同，具体的驱动要求和技术也大不相同。
前者属于电流控制器件，要求合适的电流波形来驱动；后者属于电场控制器件，要求一定的电压来驱动。
本文只介绍后者的情况。
MOSFET场效应管(以及IGBT绝缘栅双极性大功率管等器件)的源-栅之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能通过，因而低频的动态驱动功率接近于零。
但是栅一源之间构成了一个栅极电容Cgs，因而在高频率的交替开通和关断时需要一定的动态驱动功率。
小功率MOSFET管的Cgs一般在10~100pF之内，对于大功率的绝缘栅功率器件，由于栅极电容Cgs较大，一般在1~100nF之间，因而需要较大的动态驱动功率。
更由于漏极到栅极的米勒电容Cdg，使栅极驱动功率往往是不可忽视的。
因IGBT具有电流拖尾效应，在关断时要求更好的抗干扰性，需要负压驱动。
MOSFET 速度比较快，关断时可以没有负压，但在干扰较重时，负压关断对于提高可靠性很有好处。
2 隔离驱动技术现状为可靠驱动绝缘栅器件，目前已有很多成熟电路。
当驱动信号与功率器件不需要隔离时，驱动电路的设计比较简单，目前也有了许多优秀的驱动集成电路，如国际整流器公司的IR2110。
当需要驱动器的输入端与输出端电气隔离时，一般有两种途径：采用光电耦合器或是利用脉冲变压器来提供电气隔离。
2.1 光电耦合器隔离的驱动器光电耦合器的优点是体积小巧，缺点是：①反应较慢，因而具有较大的延迟时间(高速型光电耦合器一般也大于300ns)；②光电耦合器的输出级需要隔离的辅助电源供电。
2.2 无源变压器驱动用脉冲变压器隔离驱动绝缘栅功率器件有无源、有源和自给电源驱动三种方法。
无源方法就是用变压器次级的输出直接驱动绝缘栅器件，这种方法很简单，也不需要单独的驱动电源。
IGBT与MOSFET的驱动
引言
开关电源由于体积小、重量轻、效 率高等优点，应用已越来越普及。 MOSFET 由于开关速度快、易并联、 所需驱动功率低等优点已成为开关电源 最常用的功率开关器件之一。而驱动电 路的好坏直接影响开关电源工作的可靠 性及性能指标。
MOSFET驱动电路的要求
（1）开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充 电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值，保 证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡； （2）开关管导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间 电压保持稳定使可靠导通； （3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通 路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关 管能快速关断； （4）关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免 受到干扰产生误导通； （5）另外要求驱动电路结构简单可靠，损耗小，最好 有隔离。
直 接 驱 动
• 当Ui给高电平时，T1导通，T2截止，这时通 过控制RG电阻大小即可控制Uge的大小，使 得IGBT导通。 • 当Ui给低电平时，与上述相反，IGBT截止。
脉冲变压器隔离输出驱动电路
• 当外部电压变换时，变压器的电压方向改 变，两个二极管只导通一个，从而控制IGBT 的导通与关断。
图1
+5V
+15V
VDS R RL
优点：所需的器件少，电路简单，通 过产生足够高的栅压使MOSFET充分 导通，并保证较高的关断速度。 缺点：由于必须通过电阻R充电，延 长了导通的时间，导通速度不够高。 而对于感性负载的开关电路，出于对 动态损耗的考虑，对关断速度要求更 高。 针对使用集电极开路的TTL驱动功率 MOSFET的改良电路有很多种，在此 就不一一例举。
装配工作量
驱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部分成 本 占空比变化范 围 高压工作
开关电源由于体积小、重量轻、效 率高等优点，应用已越来越普及。 MOSFET 由于开关速度快、易并联、 所需驱动功率低等优点已成为开关电源 最常用的功率开关器件之一。而驱动电 路的好坏直接影响开关电源工作的可靠 性及性能指标。
MOSFET驱动电路的要求
（1）开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充 电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值，保 证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡； （2）开关管导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间 电压保持稳定使可靠导通； （3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通 路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关 管能快速关断； （4）关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免 受到干扰产生误导通； （5）另外要求驱动电路结构简单可靠，损耗小，最好 有隔离。
直 接 驱 动
• 当Ui给高电平时，T1导通，T2截止，这时通 过控制RG电阻大小即可控制Uge的大小，使 得IGBT导通。 • 当Ui给低电平时，与上述相反，IGBT截止。
脉冲变压器隔离输出驱动电路
• 当外部电压变换时，变压器的电压方向改 变，两个二极管只导通一个，从而控制IGBT 的导通与关断。
图1
+5V
+15V
VDS R RL
优点：所需的器件少，电路简单，通 过产生足够高的栅压使MOSFET充分 导通，并保证较高的关断速度。 缺点：由于必须通过电阻R充电，延 长了导通的时间，导通速度不够高。 而对于感性负载的开关电路，出于对 动态损耗的考虑，对关断速度要求更 高。 针对使用集电极开路的TTL驱动功率 MOSFET的改良电路有很多种，在此 就不一一例举。
装配工作量
驱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部分成 本 占空比变化范 围 高压工作
IGBT与MOSFET以及BJT的性能对比
•BJT开关速度慢，为少子器件，有存储时间。
即使基极电流已经切断甚至反向，集电极与发射极仍然保持导通一段时间。
然后才进入下降时间。
这段时间产生了电压、电流交叉。
低压BJT由于β值高，存储时间小，主要损耗为导通损耗，开关损耗不太大。
IGBT擎住效应：IGBT在集电极与发射极之间有一个寄生PNPN晶闸管，其等效电路如下图所示。
在V2的基极与发射极之间并有一个扩展电阻Rbr，在此电阻上P型体区的横向空穴会产生一定压降，对J3结来说，相当于一个正偏置电压。
在规定的漏极电流范围内，这个正偏置电压不大，V2不起作用，当Id大到一定程度时，该正偏置电压足以使V2开通，进而使V2和V3处于饱和状态，于是寄生晶体管开通，栅极失去控制作用，此时，漏电流增大，造成功耗急剧增加，器件损坏。
晶闸管导通现象被称为IGBT擎住效应, 使用中应避免出现集电极电流过大的情况。
漏极电流有一个临界值Idm。
当Id＞Idm时便会产生擎住效应。
在IGBT关断的动态过程中，假若dvce/dt过高，那么在J2结中引起的位移电流会越大，当该电流流过体区扩展电阻Rbr时，也可产生足以使晶体管V2开通的正向偏置电压，满足寄生晶体管开通擎住的条件，形成动态擎住效应。
使用中必须防止IGBT发生擎住效应，为此可限制Idm值，或者用加大栅极电阻Rg的办法延长IGBT关断时间，以减少dv/dt 的值。
具体地说，这种缺陷的原因互不相同，与器件的状态有密切关系。
通常情况下，静态和动态擎住有如下主要区别：当晶闸管全部导通时，静态擎住出现。
只在关断时才会出现动态擎住。
这一特殊现象严重地限制了安全操作区。
为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象，有必要采取以下措施：一是防止NPN部分接通，分别改变布局和掺杂级别。
二是降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。
此外，擎住电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响，因此，它与结温的关系也非常密切;在结温和增益提高的情况下，P基区的电阻率会升高，破坏了整体特性。
全控器件MOSFET和IGBT
发 射 极 栅 极 G E
+ + + N + N N N P P J N 3 J 2 + N + J P 1
•
漂 移 区 缓 冲 区G 注 入 区
C I C + V I R J1 D N C - + + G I R D o n E b ) c )
2
一、电力场效应晶体管
1. 电力MOSFET的结构和工作原理
电力MOSFET的种类
按导电沟道可分为P沟道和N沟道。 耗尽型 —— 当栅极电压为零时漏源极之间 就存在导电沟道。 增强型 —— 对于 N （ P）沟道器件，栅极电 压大于（小于）零时才存在导电沟道。 电力MOSFET主要是N沟道增强型。
6
电力场效应晶体管
7
一、电力场效应晶体管
电力MOSFET的工作原理
截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
–
P基区与 N漂移区之间形成的PN结 J1反偏，漏源极 之间无电流流过。 当UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型 层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和 源极导电 。 S D D
3
一、电力场效应晶体管
电力MOSFET的结构
S G
+ N + N P + N + N P 沟 道 N + N
D
D
G S N 沟 道
G S P 沟 道 b )
D a ) 图 1 1 9
图15-1 电力MOSFET的结构和电气图形符号
导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别。 采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。
漏极电流ID和栅源间电压 UGS的关系称为MOSFET 的转移特性。 ID较大时，ID与UGS的关系
+ + + N + N N N P P J N 3 J 2 + N + J P 1
•
漂 移 区 缓 冲 区G 注 入 区
C I C + V I R J1 D N C - + + G I R D o n E b ) c )
2
一、电力场效应晶体管
1. 电力MOSFET的结构和工作原理
电力MOSFET的种类
按导电沟道可分为P沟道和N沟道。 耗尽型 —— 当栅极电压为零时漏源极之间 就存在导电沟道。 增强型 —— 对于 N （ P）沟道器件，栅极电 压大于（小于）零时才存在导电沟道。 电力MOSFET主要是N沟道增强型。
6
电力场效应晶体管
7
一、电力场效应晶体管
电力MOSFET的工作原理
截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
–
P基区与 N漂移区之间形成的PN结 J1反偏，漏源极 之间无电流流过。 当UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型 层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和 源极导电 。 S D D
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一、电力场效应晶体管
电力MOSFET的结构
S G
+ N + N P + N + N P 沟 道 N + N
D
D
G S N 沟 道
G S P 沟 道 b )
D a ) 图 1 1 9
图15-1 电力MOSFET的结构和电气图形符号
导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别。 采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。
漏极电流ID和栅源间电压 UGS的关系称为MOSFET 的转移特性。 ID较大时，ID与UGS的关系
(完整版)MOSFET和IGBT区别
MOSFET和IGBT区别MOSFET和IGBT内部结构不同,决定了其应用领域的不同.1,由于MOSFET的结构,通常它可以做到电流很大,可以到上KA,但是前提耐压能力没有IGBT强。
2,IGBT可以做很大功率,电流和电压都可以,就是一点频率不是太高,目前IGBT 硬开关速度可以到100KHZ,那已经是不错了.不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛,MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ,射频领域的产品.3,就其应用,根据其特点:MOSFET应用于开关电源,镇流器,高频感应加热,高频逆变焊机,通信电源等等高频电源领域;IGBT集中应用于焊机,逆变器,变频器,电镀电解电源,超音频感应加热等领域开关电源 (Switch Mode Power Supply；SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择，即开关管和整流器。
虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题，但针对特定SMPS应用中的IGBT 和 MOSFET进行性能比较，确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。
本文将对一些参数进行探讨，如硬开关和软开关ZVS (零电压转换) 拓扑中的开关损耗，并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。
此外，还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET 或 IGBT导通开关损耗的主要因素，讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。
导通损耗除了IGBT的电压下降时间较长外，IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。
由基本的IGBT等效电路（见图1）可看出，完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾（voltage tail）出现。
这种延迟引起了类饱和 (Quasi-saturation) 效应，使集电极/发射极电压不能立即下降到其VCE(sat)值。
这种效应也导致了在ZVS情况下，在负载电流从组合封装的反向并联二极管转换到 IGBT的集电极的瞬间，VCE电压会上升。
MOS管和IGBT的区别
什么叫MOS管mos管是非金属(metal)—氧化物(oxid)—导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。
我们常说的场效应管，场管，MOS管都指的是同一类产品，现在我们焊机上常用的MOS管一般为东芝，富士，IR等厂家生产什么叫IGBTIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
我们常见的IGBT又分单管和模块两种，单管的外观和MOS管有点相像，常见生产厂家有富士，仙童等，模块的产品一般内部封装了数个单的IGBT，内部联接成适合的电路，常用的生产厂家有西门子（欧派克，英飞凌），西门康，大卫，三菱，东芝，富士等功率开关管的比较常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。
其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。
1、效应管的特点：场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。
但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。
2、IGBT的特点：IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图，其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。
IGBT元件与功率MOS的区别
IGBT 元件与功率MOS 的区别
IGBT 在电路中经常使用在大功率电源当中，其元件的构造与特征能够使其顺利的在高功率电路中能够提供高安全性与大功率的支持，本文将为大家介绍IGBT 元件的构造与特征，并为大家介绍IGBT 与功率MOS 的区别，感兴趣的朋友快来看一看吧。
IGBT 的构造和功率MOSFET 的对比如图1 所示。
IGBT 是通过在功率MOSFET 的漏极上追加p+层而构成的，从而具有以下种种特征。
图1 功率MOSFET 与IGBT 的构造比较
（1）MOSFET 的基本结构（2）IGBT 的基本结构
电压控制型元件
IGBT 的理想等效电路，正如图1-2 所示，是对pnp 双极型晶体管和功率MOSFET 进行达林顿连接后形成的单片型Bi-MOS 晶体管。
因此，在门极—发射极之间外加正电压使功率MOSFET 导通时，pnp 晶体管的基极—集电极间就连接上了低电阻，从而使pnp 晶体管处于导通状态。
此后，使门极—发射极之间的电压为0V 时，首先功率MOSFET 处于断路状态，pnp 晶体管的基极电流被切断，从而处于断路状态。
如上所述，IGBT 和功率MOSFET 一样，通过电压信号可以控制开通和关断动作。
图2 理想的等效电路
耐高压、大容量
IGBT 和功率MOSFET 同样，虽然在门极上外加正电压即可导通，但是由于通过在漏极上追加p+层，在导通状态下从p+层向n 基极注入空穴，从而。
IGBT 和 MOSFET 比较
在SMPS应用中选择IGBT和MOSFET的比较(图)作者：飞兆半导体公司应用工程师 Ron Randall 日期：2005-11-1来源：本网字符大小：【大】【中】【小】[Blocked Ads]开关电源 (Switch Mode Power Supply；SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择，即开关管和整流器。
虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题，但针对特定SMPS应用中的IGBT 和MOSFET进行性能比较，确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。
本文将对一些参数进行探讨，如硬开关和软开关ZVS (零电压转换) 拓扑中的开关损耗，并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。
此外，还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET 或 IGBT导通开关损耗的主要因素，讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。
SMPS的进展一直以来，离线式SMPS产业由功率半导体产业的功率元件发展所推动。
作为主要的功率开关器件IGBT、功率MOSFET和功率二极管正不断改良，相应地也是明显地改善了SMPS的效率，减小了尺寸，重量和成本也随之降低。
由于器件对应用性能的这种直接影响，SMPS设计人员必须比较不同半导体技术的各种优缺点以优化其设计。
例如，MOSFET一般在较低功率应用及较高频应用（即功率<1000W及开关频率≥100kHz）中表现较好，而IGBT则在较低频及较高功率设计中表现卓越。
为了做出真实的评估，笔者在SMPS应用中比较了来自飞兆半导体的IGBT器件FGP20N6S2 （属于SMPS2系列）和MOSFET器件 FCP11N60（属于SuperFET 产品族）。
这些产品具有相近的芯片尺寸和相同的热阻抗RθJC，代表了功率半导体产业现有的器件水平。
导通损耗除了IGBT的电压下降时间较长外，IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。
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2011—04—26
Mosfet和IGBT驱动对比的简介
编写：陈浩审阅：Norman Day
hao.chen@ Norman.Dai@ 简述：
一般中低马力的电动汽车电源主要用较低压（低于72V）的电池组构成。
由于需求的输出电流较高，因此市场上专用型的Mosfet模块并不常见，所以部分设计者可能会存在没有合适的Mosfet模块使用，而考虑使用功率IGBT 模块。
本文简单的探讨两种模块驱动设计时必须注意的问题供设计者参考。
常见应用条件划分：
选用IGBT或Mosfet 作为功率开关本来就是一个设计工程师最常遇到的问题。
如果从系统的电压、电流和切换功率等因数来考虑，IGBT和Mosfet 的应用区域可简单的划分如下：
较合适IGBT应用的条件（硬开关切换）：
1）切换频率低于25kHz；
2）电流变化较小的负载；
3）输入电压高于1000V；
4）高温环境；
5）较大输出功率的负载。
较合适 Mosfet应用的条件（硬开关切换）：
1）切换频率大于100kHz ；
2）输入电压低于250V；
3）较小输出功率的负载。
根据上述描述，可以用图一来更清楚的看出两者使用的条件。
图中的斜线部分表示IGBT和Mosfet在该区域的应用都存在着各自的优势和不足，所以该区域两者皆可选用。
而“？”部分表示目前的工艺尚无法达到的水平。
对于中低马力的电动汽车而言，其工作频率在20KHz以下，工作电压在72V以下，故IGBT和Mosfet都可以选择，所以也是探讨比较多的应用。
STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.
图 1 IGBT和Mosfet 常见应用区域图
特性对比：
Mosfet和IGBT在结构上的主要差异来自于高压化的要求，因此也形成了 Mosfet模块与IGBT模块输入特性不同，以下就从结构的角度出发来作一简要说明。
Mosfet和IGBT的内部结构如图 2 所示。
Mosfet基本结构IGBT基本结构
图 2 功率MOSFET 与IGBT 的构造比较
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功率 Mosfet 是通过在门极上外加正电压，使p 基极层形成沟道，从而进入导通状态的。
此时，由于n 发射极（源极）层和n 基极层以沟道为媒介而导通，Mosfet 的漏极—源极之间形成了单一的半导体。
n 基极层的作用是在关断状态下，维持漏极—源极之间所外加的电压不至于使其击穿。
因此需要承受的电压越高，该层就越厚。
需求元件的耐压性能越高，漏极—源极之间的电阻也就必须越大，所以大电流的应用则通常必须透过并联才能达到。
为了改善Mosfet的限制，IGBT 在Mosfet的基础上追加了p+层，所以从漏极方面来看，它与n 基极层之间构成了pn 二极管，大大提高了耐压性能。
如此结构同时形成一个结型场效应管JFET来承受大部分电压，让结构中的Mosfet不需承受高压，从而可降低通态电阻的值，能更容易地实现高压大电流。
对于Mosfet来说，仅由多子承担的电荷运输没有任何存储效应，因此，很容易实现极短的开关时间。
但是，和Mosfet有所不同，IGBT器件中少子也参与了导电。
所以IGB结构虽然使导通压降降低，但是存储电荷的增强与耗散引发了开关损耗，延迟时间（存储时间），以及在关断时还会引发集电极拖尾电流就限制了IGBT的开关频率。
结合上文所述可以看出Mosfet开关损耗小，开关速度快，所以适用于高频切换的场合；IGBT导通压降低，耐压高，所以适用于高压大功率场合。
所以从功耗的角度来说，应用时要注意对于驱动开关频率、门极电阻和驱动电压的调节，以符合系统温升的要求，并且对于系统中的做出调整。
一般而言，IGBT 的正压驱动在15V左右，而Mosfet 建议在10—12V左右；驱动电压负压的作用主要是防止关断中的功率开关管误导通，同时增加关断速度。
因为IGBT具有拖尾电流的特性，而且输入电容比较大，所以建议在-5—-15V之间，而Mosfet 因为拖尾电流的特性不明显，所以建议加-2V左右的负压。
一般应用工程师所参考的等效电路为图3。
从等效电路图中可以看出Mosfet电路中存在一个寄生的二极管。
可在特性曲线图四中看出，Mosfet和IGBT的最大差异的部分是当漏极—源极之间的电压大于芯片能承受的规定电压时，Mosfet就会操作在崩溃区，其机制等效为Mosfet的反并联二极管是一个齐纳二极管，当能量超过某一值时，就会造成齐纳击穿，但除非无法降低漏极的电感，一般不建议操作在崩溃区。
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图 3 Mosfet和IGBT简化等效电路图
图 4 Mosfet和IGBT输出特性曲线
从图3等效电路图中可以看出，IGBT和Mosfet差异还在于IGBT在导通之前，存在二极管的顺偏导通压降，如图 4 所示（蓝色表示Mosfet的特性曲线，红色表示IGBT的特性曲线）。
所以从图4中也可以看出部分差异，当模块在相同小电流条件下正常工作（工作在饱和区）时，IGBT的导通压降大于Mosfet，即IGBT的导通损耗大于Mosfet。
综上所述，对于Mosfet和IGBT的差异已有简单的了解，下文将在此基础上，整理Mosfet（IGBT）替换IGBT（Mosfet）时设计的注意事项。
STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.
Mosfet（IGBT）替换IGBT（Mosfet）时设计注意事项：如原系统功率模块使用IGBT，现考虑用Mosfet功率模块替换，原系统的驱动设计需注意的事项如下：
1.适当减小栅极电阻，以减小开关损耗，以维持相近的温升，同时可进一
步降低误导通的可能性；
2.检测Mosfet的漏极—源极之间的电压，相应调整吸收电路，防止崩溃能
量过高而击穿；
3.对系统中相关的保护电路做出调整，特别对于过电流保护点等，必须根
据规格书所给条件重新设置；
4.对于系统中的驱动电压做出调整。
一般建议正压在10—12V左右，负
压为-2V左右。
如原系统功率模块使用Mosfet，现考虑用IGBT功率模块替换，原系统的驱动设计需注意的更改事项如下：
1.适当增大栅极电阻，防止过压击穿，此操作必然会增加切换损耗，所以
必须特别关注模块温升，防止模块温度过高；
2.检测IGBT的栅极—发射极之间的电压，增大关断时的负压值，防止误
导通；
3.对系统中相关的保护电路做出调整，特别对于过电流保护点等，必须重
新设置；
4.对于系统中的驱动电压做出调整。
一般建议正压在15左右，负压为-5
—-15V。
总结：
通过本文对Mosfet和IGBT应用区域的大致划分的介绍，再从结构到电路再到特性曲线层层划分和细致的对比描述，最后提出了一些驱动设计时的注意事项，希望能对读者在Mosfet和IGBT的选择和驱动设计上有一定的帮助。