IGBT半导体与MOS管、三极管的区别

在很多的设备里都会用到igbt,大到高铁电动汽车,小到空调电磁炉里面都有它,你可能会有三个疑问:igbt是什么?它在以上几个设备中到底起到了什么作用?它和貌似管有什么区别?
我们就从常见的开关说起,这边给他接一个电源,右边接一个负载,然后不停的开关这个开关,那么这个负载上的电压波形就是这么一个pwm波。那这个电路看上去很简单,但是它真的非常的重要,可以说在绝大部分的电路板上,你都能找到这个电路的影子。
比如说电动汽车内部的模型就是一个电池加一个电机,中间需要有一个电机调速器,这个点击调速器里面最核心的部件其实就是这一个开关,通过高速的开关去产生一个pwm波,如果你要开的快一些 那就开关闭合的时间多一些,如果你要开的慢一些,那开关断开的时间就多一些,又比如说空调广告里经常会宣传的变频器,核心原理就是把220伏的交流电整流滤波变为直流电,然后使用一个开关控制pwm波去调节压缩机电机的转速,从而调节制冷量。
现实中我们需要让单片机去控制这个开关,所以我们会找一颗mos管去替换掉这个开关,正常来说mos管已经足够应付常见的开关场景,但是在其他场景下就没有办法用mos管来做开关了,比如igbt的应用场景,他们有一个共同的特点就是电压特别高,这个就是问题的所在,对于mos管来说它最大的问题就是不耐高压,一般400v就到头了,所以在高铁、电动汽车等类似高电压的场景下用mos管就不太合适,很容易烧掉,那么有什么元器件是耐高压的呢,答案是三极管,其耐压可以做的非常高,甚至达到上千伏,但这样也是不能直接用于汽车、高铁这种高电压电路中,这是因为三极管的电流不能承载过大的电流,再加上开关频率限制了其的使用场景,可能有的人会想既然mos管和三极管各有所长,那把这两个连起来作用于电路中,那会是什么样的呢?
把一个三极管和mos管组合在一起使用,就可以在承受很高的电压时又能够承受很大的电流,而这个三极管和mos官的组合就是一个igbt。
目前电路中mos管,三极管,igbt三者在选择时,需要根据实际的应用场景来选择,这三种元器件均不存在能同时满足电流、耐压、开关频率个条件的元器件,只能根据实际情况使用,而这三者之外的新型材料碳化硅确实可以满足这三个条件。


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