PDF《Mosfet 和IGBT 驱动对比的简介》

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. 嘉兴斯达半导体有限公司 STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.

4 Application Note AN7008 V0.0 图3Mosfet 和IGBT 简化等效电路图 图4Mosfet 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. 嘉兴斯达半导体有限公司 STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.

5 Application Note AN7008 V0.0 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.