太阳能逆变器中IGBT和MOSFET技术解析
IGBT与moseft分别介绍详细信息
IGBT与场效应管MOSEFT先说IGBT：IGBT(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。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
结构IGBT结构图左边所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+区称为源区，附于其上的电极称为源极。
P+区称为漏区。
器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。
沟道在紧靠栅区边界形成。
在漏、源之间的P 型区（包括P+和P-区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region）。
而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区（Drain injector），它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。
附于漏注入区上的电极称为漏极。
IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。
反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。
IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。
当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N-层的空穴（少子），对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。
三菱制大功率IGBT模块工作特性静态特性IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。
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。
igbt元件的工作原理和应用
IGBT元件的工作原理和应用1. 引言在现代电力电子技术中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种重要的元件，具有高电压、高电流和高开关速度等特点。
本文将介绍IGBT元件的工作原理和应用。
2. IGBT工作原理IGBT是一种由MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（双极型晶体管）组成的混合型元件。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1.输入信号引发控制端电压：控制端的电压作用下，形成子结和耗尽区的条件。
2.条件形成轉移区：控制端电压作用下，在轉移区域存在大电容，电荷会在下一个周期传播到发射区，IGBT结束通导状态。
3.发射区的导通：一旦适当的控制电流和电压施加后，MOS管中的电子开始导通，激活BJT的发射层。
4.提供辅助电压以维持MOS的导通：一旦电子开始导通，就必须通过辅助电压维持MOS的导通，以防止MOS关闭。
综上所述，IGBT的工作原理是通过不断改变控制端电压，并在MOS和BJT之间建立通路来控制导通和截止。
3. IGBT的应用IGBT作为一种重要的电子元件，广泛应用于各个领域。
以下是几个常见的应用领域：3.1 电力传输和变换IGBT在电力传输和变换领域起着重要作用，主要应用于交流换流器、逆变器和直流调节器等设备中。
IGBT的高电压和高电流承受能力，使其能够在电力系统中进行高效的能量转换和传输。
3.2 光伏发电系统在光伏发电系统中，IGBT用于逆变器中，将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，以供电网使用或直接驱动电动设备。
3.3 汽车电子系统IGBT在汽车电子系统中的应用越来越广泛，用于电动车的控制系统、混合动力汽车的驱动系统和燃油喷射系统等。
IGBT的高开关速度和高电压能力使其适用于汽车中的高频电子设备。
3.4 变频空调在变频空调中，IGBT用于控制压缩机的工作，以实现空调系统的制冷和加热功能。
IGBT的高效能转换和低能耗使其成为变频空调系统的关键组成部分。
3.5 高速列车在高速列车领域，IGBT被用作高压变流器，用于控制高速列车的起动、制动和稳定运行。
试分析IGBT和电力MOSFET 在内部结构和开关特性上的相似与不同之处。
试分析IGBT和电力MOSFET 在内部结构和开关特性上的相似与不同之处。
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）和电力MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是常用于高功率应用的开关器件，它们在内部结构和开关特性上有一些相似性和区别。
相似之处：1.使用场景：IGBT和电力MOSFET被广泛用于高功率和高电压应用，如电力电子、电能转换、工业驱动器等领域。
2.构成元素：IGBT和电力MOSFET都是PNPN结构，由P型区域、N型区域和由氧化层隔离的栅极组成。
3.控制结构：它们均是受控器件，通过控制栅极电压来控制导通和关断。
栅极电压的变化可以改变通道电阻，从而调节电流流过设备。
不同之处：1.开关特性：IGBT在导通时具有较低的导通压降和较高的导通电流能力，但关断速度较慢。
而电力MOSFET在导通时具有更低的导通电阻，关断速度较快，但导通能力较低。
2.增强型/耗尽型：电力MOSFET通常是增强型MOSFET（enhancement-mode），需要施加一个正向电压来开启通道。
而IGBT则是一个耗尽型器件（depletion-mode），在导通时需要施加一个负向电压。
3.控制电路：IGBT需要连续的栅极电流来维持导通状态，而电力MOSFET则是一种非维持型设备，只需要短脉冲的栅极电流来开启或关闭。
4.功耗和效率：IGBT的开关损耗相对较低，但在导通状态下会有一定的电压降；电力MOSFET在开关过程中功耗较高，但导通时的电压降相对较小。
总之，尽管IGBT和电力MOSFET在内部结构上有一些相似之处，但它们在开关特性、工作方式和控制电路等方面仍存在显著的差异。
选择适合特定应用的器件取决于具体需求，如功率要求、开关速度、损耗和效率等。
逆变器中的关键部件
逆变器中的关键部件
MOSFET场效应管: 功率MOSFET是一种全控型三端开关器件。
MOS管主要具备较大的安全工作区、非常强的线性控制能力、良好的散热稳定性和非常快的开关速度，，MOSFETS 属于电压控制型元件，易于实现数控，因此常常作为开关器件实现电源的逆变换。
MOSFET的缺点是输入阻抗高导通电阻（Rds(on)）较大，具有正温度系数，用在大电流开关状态时，导通损耗较大；开启门限驱动电压较高（一般2-4V），抗静电干扰能力差，承载能力和工作电压较低，多用于电压为500V以下的低功率高频开关逆变器。
由于受功率的限制，因此它只适用于小功率逆变器。
IGBT场效应晶体管: IGBT是由MOSFET和BJT组成的复合全控型电压型器件,它既有兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降的优点，又结合了双极型开关器件BJT耐压高、驱动电流大的优点。
其开关速度比功率MOSFET低，但远远高于BJT，又因为它是电压控制器件，故控制电路简单、稳定性好。
IGBT的击穿电压为1200V，集电极最大电流为1000A，工作频率高达100kHz。
它具有电压控制和开关时间(约为300 ns)极短的优点。
其正向压降约为3V。
MOSFET开关器件的开关频率特性是最好的，但因其目前的功率较小，故不能在大功率逆变器中应用。
IGBT 的开关频率特性也比较好，目前已被广泛地应用于中大型逆变器中。
IGBT工作原理
IGBT工作原理概述：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作模式、特性和应用。
一、结构：IGBT由N沟道MOSFET和双极型晶体管（BJT）的耦合组成。
它的结构类似于MOSFET，但在N沟道MOSFET的基础上添加了PN结，形成了一个PNPN结构。
IGBT的主要部分包括N+型衬底、N-型沟道、P+型基区和N+型漏极。
二、工作模式：1. 关态（Off State）：当控制极（Gate）施加负电压时，IGBT处于关态。
此时，PNPN结中的P+型基区被正向偏置，形成一个导通的PN结。
因此，IGBT处于关断状态，没有漏电流流过。
2. 开态（On State）：当控制极施加正电压时，IGBT处于开态。
此时，控制极的正电压使得PNPN结中的P+型基区被反向偏置，阻断了PN结的导通。
然而，由于N沟道MOSFET的存在，控制极的正电压会形成一个电场，吸引N-型沟道中的电子，使其形成导电通道。
因此，IGBT处于导通状态，允许电流通过。
三、特性：1. 高压能力：IGBT具有较高的耐压能力，可以承受数百伏特的高电压。
这使得IGBT成为高压应用领域的理想选择，例如电力变换器和电动汽车驱动系统。
2. 高功率密度：IGBT具有较高的功率密度，能够在较小的体积内承受大功率。
这使得IGBT在需要高功率输出的应用中具有优势，例如工业驱动器和太阳能逆变器。
3. 快速开关速度：IGBT具有较快的开关速度，可以实现高频率的开关操作。
这使得IGBT在需要高频率开关的应用中表现出色，例如无线通信和医疗设备。
4. 低导通压降：IGBT的导通压降较低，可以减少功率损耗。
这使得IGBT在低能耗要求的应用中更加高效，例如节能照明和电动车充电器。
四、应用：1. 电力变换器：IGBT广泛应用于电力变换器中，用于将电能从一种形式转换为另一种形式。
(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。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种广泛应用于电力电子领域的半导体器件，具有高压、高频和高温等特点。
本文将详细介绍IGBT的工作原理及其应用。
一、IGBT的结构IGBT由三个主要部分组成：N沟道型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、P型BJT（Bipolar Junction Transistor）和绝缘层。
N沟道型MOSFET负责控制电流，P型BJT负责放大电流。
绝缘层用于隔离控制信号和功率信号。
二、IGBT的工作原理当IGBT的控制端施加正向电压时，P型BJT的集电结区域会打开，使得电流可以通过。
同时，N沟道型MOSFET的栅极电压也会增加，进而改变N沟道的导电能力。
这样，控制信号就可以通过控制端调节IGBT的导通程度。
当IGBT的控制端施加负向电压时，P型BJT的集电结区域会关闭，导电能力降低。
此时，IGBT的导通能力会减弱或完全关闭。
因此，控制信号可以控制IGBT的导通和截止状态。
三、IGBT的应用1. 变频器：IGBT广泛应用于变频器中，用于调节交流电机的转速。
通过控制IGBT的导通时间和截止时间，可以改变输出电压和频率，从而实现电机的调速。
2. 逆变器：IGBT被广泛应用于逆变器中，将直流电转换为交流电。
逆变器常用于太阳能发电系统、风能发电系统和电动车辆中，将储存的直流电转换为交流电供电。
3. 电力传输：IGBT可用于电力传输系统中，提高电网的稳定性和效率。
通过控制IGBT的导通和截止时间，可以实现电力的调节和控制。
4. 电力电子设备：IGBT被广泛应用于电力电子设备中，如电源、逆变器、变频器等。
IGBT具有高效率、高频率和高可靠性的特点，可以满足各种电力电子设备的需求。
结论：IGBT是一种重要的半导体器件，具有广泛的应用领域。
本文详细介绍了IGBT 的结构、工作原理以及应用。
MOS与IGBT
MOSFET主要应用在低压和中压（中小功率），IGBT主要应用在高压和中压（大功率）领域。
首先来说MOSFET，提一个基础性问题，驱动MOSFET导通的最佳栅电压是多少伏？绝大多数人的回答是：15V。
这个答案不能说错，但是，这活干得太粗。
MOSFET的导通电阻是随栅电压的提高而下降，当栅电压达到一定值时，导通电阻就基本不会再降了，暂且称之为“充分导通”，一般认为这个电压是低于15V的。
实际上，不同耐压的MOSFET达到充分导通的栅电压是不同的。
基本规律是：耐压越高的MOSFET，达到充分导通的栅电压越低；耐压越低的MOSFET，达到充分导通的栅电压越高。
我查阅了各种耐压MOSFET的VGS－RDS曲线，得到的结论是：耐压200V的MOSFET达到充分导通的栅电压＞16V；耐压500V的MOSFET达到充分导通的栅电压＞12V；耐压1000V的MOSFET达到充分导通的栅电压＞8V。
因此，建议：耐压200V及以下的MOSFET栅驱动电压＝17－18V；耐压500V的MOSFET栅驱动电压＝15V；耐压1000V 的MOSFET栅驱动电压＝12V。
说了MOSFET的驱动电压，再来说说IGBT的驱动电压，IGBT的驱动电压为15±1.5V，与IGBT的耐压无关。
驱动电压低于13.5V，IGBT的饱和压降会明显增高；高于16.5V，既没有必要，还可能带来不利的影响。
某些用IGBT作为主功率器件的变流器，IGBT的输出直接与外部负载连接，例如驱动电机调速的变频器，司服系统等等。
一旦负载短路，就会造成IGBT极为严重的过流，此时IGBT会有多大的电流呢？大约是IGBT额定电流的几倍到十几倍，过流的严重程度与IGBT的栅驱动电压相关，即，当IGBT的驱动电压在14V以下时，其短路电流就较小，约是其额定电流的几倍；当IGBT的驱动电压在16V以上时，其短路电流就很大，约是其额定电流的十几倍，显然，这么大的短路电流，对IGBT极具破坏性。
IGBT和MOSFET驱动对比
2011—04—26Mosfet和IGBT驱动对比的简介编写：陈浩审阅：Norman Dayhao.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STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.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。
MOSFET与IGBT的结构与工作原理
体管的饱和区对应，而对应于后者的放大区。当用做线性放大时，
MOSFET工作在该区。
一、功率场效应晶体管MOSFE电压UDS和漏极电流ID之比近
似为常数。该区对应于电力晶体管的饱和区。当MOSFET作开关应用 而导通时即工作在该区。 在制造功率MOSFET时，为提高跨导并减少导通电阻，在保证所需耐 压的条件下，应尽量减小沟道长度。因此，每个MOSFET元都要做得 很小，每个元能通过的电流也很小。为了能使器件通过较大的电流， 每个器件由许多个MOSFET元组成。
【项目描述】
直流牵引传动具有调速性能好、控制简单等优点，调节端 电压与励磁，就可以方便地调速。但是由于直流牵引电机防空转 的性能较差，换向器与电刷结构存在一系列缺点，如：等功率下 电动机的体积与重量较大，换向困难，易产生环火与繁杂的维护， 特别是高电压大功率时，换向变得困难，电位条件恶化，使得电 动机的可靠性与稳定性降低。而交流电动机相对直流电机来说优 点更有更明显的优势：没有换向器、结构简单、成本低、工作可 靠、寿命长、维修与运行费用低、防空转性能好等。目前城市轨 道交通车辆普遍采用的是交流异步牵引电动机。
一、功率场效应晶体管MOSFET
（2）功率MOSFET的特性与参数
1）功率MOSFET的特性 ①转移特性 ID和UGS的关系曲线反映了输入电压和输出电流的关系，称为
MOSFET的转移特性。如图4－14（a）所示。从图中可知，ID较时， ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率被定义为MOSFET的跨导，即：
电传动系统主电路一般是指一个车辆单元的牵引动力电路。 由以下部分组成：受流器、牵引箱（PA）、牵引电机、制 动电阻箱、电抗器、电气开关等。
【项目导入】
图3-1 城轨车辆电气系统示意图 图3-2 城轨车辆交流传动主电路示意图
MOSFET与IGBT的区别
MOSFET与IGBT的区别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,IXYS有一款MOSFET,VMM1500-0075P(75V,1500A,0.55毫欧),这是电流最大的一款;电压高的一款IXFN38N100Q2(1000V,38A)这个是目前推广最多的产品,用于高频感应加热.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,目前英飞凌的新一代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。
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。
MOSFET 和 IGBT 的关系
IGBT是绝缘栅双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）,它是八十年代初诞生，九十年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件。
IGBT将MOSFET与GTR的优点集于一身，既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型，又具有通态压降低、高电压、大电流的优点。
因此，IGBT的新技术、新工艺不断有新的突破；应用频率硬开关5KHz～40KHz，软开关40KHz～150KHz；功率从五千瓦到几百千瓦！IGBT器件将不断开拓新的应用领域，为高效节能、节材，为新能源、工业自动化(高频电焊机, 高频超声波, 逆变器, 斩波器, UPS/EP S, 感应加热)提供了新的商机。
IGBT专业为开关电源、逆变电源、变频电源、通信电源、车载电源、电焊机、变频器、马达控制器等提供全方位的服务，并在消防行业、仪器仪表、通信业、船舶工业、自动化控制、军用科研等高科技市场有良好的商业信誉。
MOSFET ['mɔsfet]n. 金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET:1. 场效应管它是以发光二极管（LED）、光伏二极管阵列（PVDA）作为隔离耦合器件、功率场效应管（MOSFET）作为输出器件集成一体的、具有高速开关切换功能的双列直插式微型化固体继电器。
2. 金属氧化物半导体场效应晶体管在此类应用中,通常用作电源开关的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是主要的热源.散热,又往往是降低IC可靠性,导致系统不稳定的罪魁祸首.3. 固态继电器...通道双向数字光电耦合器塑料数字光电耦合器汽车领域塑料光电耦合器塑料3.3V数字光电耦合器塑料数字隔离器固态继电器(MOSFET) 塑料电力线通信接口塑料袖珍隔离放大器塑料集成门驱动光电耦合器塑料智能功率模块接口光电耦合塑料隔离线接收器塑料隔离20...4. Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor本发明公开了一种直流固态功率控制的方法及装置，采用功率MOSFET(Metallic Oxide Se miconductor Field Effect Transistor)为开关器件，通过计算机向直流固态功率控制器发出“开关”数字控制信号，再通过外部接口电路将数字控制信号转化为功率MOSFET的驱...金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Fi eld-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在类比电路与数位电路的场效晶体管（f ield-effect transistor）。
光伏逆变电路工作原理
光伏逆变电路工作原理光伏逆变电路是光伏发电系统中至关重要的一部分，其工作原理的研究对于光伏发电系统的效率和稳定性起着至关重要的作用。
光伏逆变电路主要用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电，以供电网或其他电器设备使用。
在光伏逆变电路中，直流电能通过逆变器转换为交流电，同时交流电经过滤波电路和升压电路得到更合适的电流和电压特性，最终输出到电网中。
光伏逆变电路的工作原理涉及到电力电子器件、控制技术和电路拓扑等多个方面的知识，下面将从这几个方面对光伏逆变电路的工作原理进行深入探讨。
1. 电力电子器件在光伏逆变电路中，电力电子器件扮演着至关重要的角色，主要包括功率晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）等。
这些器件能够有效地将直流电转换为交流电，在逆变电路中起到了连接和控制的作用。
1.1 功率晶体管（IGBT）功率晶体管是一种结合了场效应管和双极晶体管特性的器件，具有导通电压低、开关速度快等优点。
在光伏逆变电路中，功率晶体管扮演着关键的开关角色，控制着直流电流的流动和转换。
通过控制功率晶体管的导通与截止，可以实现对交流电流的输出控制，从而实现光伏发电系统的稳定运行。
1.2 金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）MOSFET是一种具有电场调制功能的半导体器件，具有导通电阻小、控制电压低等优点。
在光伏逆变电路中，MOSFET通常用于控制逆变器的输出电压和频率，起到保护和调节电路的作用。
通过控制MOSFET的导通电压和电流，可以实现对电压波形和频率的调整，保证光伏逆变电路稳定输出。
2. 控制技术控制技术是光伏逆变电路中的另一个重要方面，主要包括PWM控制、PID控制等。
这些控制技术能够有效地监控和调节电路中的电流和电压，保证光伏发电系统的正常工作。
2.1 PWM控制PWM（脉宽调制）是一种通过改变信号的脉冲宽度来实现电压或电流控制的技术。
在光伏逆变电路中，PWM控制常常用于调节逆变器的输出波形，使其更符合电网的要求。
MOSFET与IGBT的应用区别
MOSFET与IGBTPOWER MOSFET优点是高频特性十分优秀（MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ,射频领域的产品），驱动简单(电压型驱动)，抗击穿性妤(没有雪崩效应)POWER MOSFET的弱点是高耐压化后之功率损失激增。
缺点是耐高压的器件，导通电阻大．在高压大电流场合功耗较大，因此大功率(1500W以上)有些困难。
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。
POWER MOSFET其高频特性十分优秀，所以MOSFET可用于较高频率的场合。
在低电源电压下动作时之功率损失（POWER LOSS）远低于以往之组件，但是问题是,在高压的"开"状态下的源漏电阻很高(压降高),而且随着器件的电压等级迅速增长（耐压越高导通电阻越大,除了采用COOLMOS管芯的以外)。
因而其传导损耗就很高,特别在高功率应用时,很受限制。
IGBT优点是驱动简单，导通压降小，耐压高．功率可以达到5000w。
IGBT弱点是开关频率最大40—50KHz，开关损耗大而且有擎拄效应。
和MOSFET有所不同,IGBT器件中少子也参与了导电,IGBT是采用MOS结构的双极器件导通电阻小(发热就少)高耐压,因而可大大降低导通压降。
但另一方面,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。
同时存在的电流尾巴和较高的IGBT集电极到发射极电压将产生关闭开关损耗。
这样就限制了IGBT 的上限频率由以上分析可知,IGBT适用于高功率和高压的场合,但是因为电流尾巴的原因,频率范围受限,开关损耗也很明显;MOSFET关闭时电流下降速度快,可用于较高频率范围内,但由于开通漏电阻高,在较高的电压等级下,导致的开通损耗显著,不适用于高功率电路中。
驱动两种电路可以一样,只是IGBT输入电容MOS大故需提供更大的正负电压的驱动功率。
一文看懂MOSFET和IGBT
⼀⽂看懂MOSFET和IGBT来源：内容来⾃「钜亨⽹」，谢谢。
功率半导体是电⼦装置中电能转换与电路控制的核⼼，主要⽤于改变电⼦装置中电压和频率，及直流交流转换等。
只要在拥有电流电压及相位转换的电路系统中，都会⽤到功率零组件。
基本上，功率半导体⼤致可分为功率离散元件 (Power Discrete) 与功率积体电路 (Power IC) ⼆⼤类，其中，功率离散元件产品包括 MOSFET、⼆极体，及 IGBT，当中⼜以 MOSFET 与IGBT 最为重要。
MOSFET、IGBT 主要⽤于将发电设备所产⽣电压和频率杂乱不⼀的电流，透过⼀系列的转换调製变成拥有特定电能参数的电流，以供应各类终端电⼦设备，成为电⼦电⼒变化装置的核⼼元件之⼀。
⽽全球功率半导体市场中，⽤于⼯业控制⽐重最⾼，达 34%，其次是汽车及通讯领域各占23%，消费电⼦则占 20%。
近年来，功率半导体的应⽤领域已从⼯业控制和消费电⼦拓展⾄新能源、轨道交通、智慧电⽹、变频家电等市场，整体市场规模呈现稳定成长趋势。
根据 IHS Markit 预测，2018 年全球功率元件市场规模约为 391 亿美元，预估⾄ 2021 年市场规模将上升⾄ 441 亿美元，年複合成长率为 4.1%。
资料来源：IHS⽽ IC Insights 则指出在各类半导体功率元件中，未来最看好的产品将是 MOSFET 与 IGBT 模组。
MOSFET 是⼀种可以⼴泛使⽤在类⽐电路与数位电路的场效电晶体，具有导通电阻⼩，损耗低，驱动电路简单，热阻特性佳等优点，特别适合⽤于 PC、⼿机、⾏动电源、车载导航、电动交通⼯具、UPS 电源等电源控制领域。
⽽ 2016 年，全球 MOSFET 市场规模达 62 亿美元，预估到 2022 年，全球 MOSFET 市场规模将接近 75 亿美元，⽽这之间年複合增长率将达 3.4%。
⾄于 IGBT 则是由双载⼦接⾯电晶体 (BJT) 和 MOSFET 组成的複合式半导体功率元件。
一文搞懂MOSFET与IGBT的本质区别
一文搞懂MOSFET与IGBT的本质区别1、由于MOSFET的结构，通常它可以做到电流很大，可以到上KA，但耐压能力没有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。
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(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出现。
这种延迟引起了类饱和效应，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。
IGBT产品规格书中列出的Eon能耗是每一转换周期Icollector与VCE乘积的时间积分，单位为焦耳，包含了与类饱和相关的其他损耗。
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。
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太阳能逆变器中IGBT和MOSFET技术解析(1)
2014-09-2320:30:35???来源:互联网??
关键字：太阳能逆变器IGBTMOSFET
发展逆变器技术是太阳能应用提出的要求，本文介绍了太阳能逆变器的原理及架构，着重介绍了IGBT和MOSFET技术，实现智能控制是发展太阳能逆变器技术的关键。
一、太阳能对逆变器的要求
通过太阳能光伏技术将太阳辐射转换成电能是现在市面上最有效也是最具发展潜力的可再生
，
3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄
电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。
4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。
这是由于在中、
大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多
光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。
二、太阳能逆变器的原理及架构
通常把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流，相控整流是最常见的交-直流变换过程；而把直流电能变换成交流电能的过程称之为逆变，它是整流的逆过程。
在逆变电路中，按照负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。
如果把该电路的交流侧接到交流电源上，把直流电能经过直-交流变换，逆变成与交流电源同频率的交流电返送到电网上去，称作有源逆变。
相应的装置称为有源逆变器，控制角大于90°的相控整流器为常见的有源逆变器。
而把直流电能变换为交流电
在图1中，Q1和Q3被指定为高压侧IGBT，Q2和Q4则是低压侧IGBT。
该逆变器用于在其目标市场的频率和电压条件下，
产生单相位正弦电压波形。
有些逆变器用于连接净计量效益电网的住宅安装，这就是其中一个目标应用市场，此项应用要求逆变器提供低谐波交流正弦电压，让力可注入电网中。
实质上，为保持谐波分量低和功率损耗最小，逆变器的高压端IGBT采用脉宽调制（PWM），低压端IGBT则以60Hz频率变换电流方向。
通过让高压端IGBT使用20kHz或20kHz以上的PWM频率和50/60Hz调制方案，输出电感L1和L2在实例中可以做得很小，并且照样能对谐波分量进行高效滤波。
与快速和标准速度的平面器件相比，开关速度为20kHz的超快速沟道型IGBT可以提供最低的总导通损耗和开关功率损耗。
同样，对于低压端开关电路，工作在60Hz的标准速度IGBT可以提供最低的功率损耗。
这个设计中的开关技术具有如下优势：通过允许高压端和低压端IGBT独立优化实现很高的效率；高压端、同封装的软恢复二极管没有续流时间，从而消除了不必要的开关损耗；低压端IGBT的开
）和
像
所
高的Vce（on）。
然而，超速IGBT的关闭速度却比标准IGBT快得多。
图2反映的这种关系，是通过控制IGBT的少数载体复合率的使用周期以影响关闭时间来实现的。
一般说，因IGBT的电流更大（是MOSFET的两倍多），所以采用IGBT方案的成本比采用MOSFET 的成本低。
除成本方面的考虑外，器件性能可由功率损耗表度，而功率损耗可分为：导通和开关两类。
作为以少数载流子为基础的器件，在大电流下，IGBT具有更低的导通电压，也就意味着更低的导通损耗。
但MOSFET的开关速度更快，所以开关损耗比IGBT低。
因此对于要求更低开关频率且更大电流的应用来说，选择IGBT更为适合而且具备更低成本优势。
另一方面，MOSFET有能力满足高频、小电流应用，特别是那些开关频率在100kHz以上的能量逆变器模块的需要。
虽然从器件成本
角度看，MOSFET比IGBT贵，但其处理更高开关频率的能力将简化输出滤波器的磁设计并将显着缩小输出电感体积。
基于上述原因，更多的制造商因此倾向于在中高水平的能量逆变器中采用IGBT。
而据Microsemi公司介绍，该公司生产的MOS8IGBT在静态和动态测试（最小化的总体功率损耗）方面的优化性能可出色胜任这些应用的要求。
另一方面，即便MOSFET的成本是个主要考量，但为实行一个更优方案，也应重新审视采用MOSFET的潜力，诸如Microsemi的MOS7/MOS8MOSFET所具备的领先特性就非常适合太阳能逆变器的设计。
四、太阳能逆变器的智能控制设计太阳能逆变器时要考虑的两个关键因素是效率和谐波失真。
效率可分成两个部分：太阳能的效率和逆变器的效率。
逆变器的效率在很大程度上取决于设计使用的外部元件，而不是控制器；
10%。