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  • 1 # 使用者2008204498042

    相比於IGBT和BJT耐衝擊性好,故障率低。由於電導率負溫度係數,MOSFET可擴充套件性很好。大功率應用時,如成本不敏感,如軍用、工業、高階消費產品,MOSFET是最優選擇。低壓大電流領域是MOSFET的強項。IGBT是和功率MOSFET同步發展起來的一類開關器件,IGBT的優點在於做大功率時成本低,堪稱“窮人的法拉利”,耐壓比MOSFET容易做高。相比於BJT,更少被二次擊穿而失效。常用於高壓(600V)應用領域。以及低端大功率(2000W)裝置,如電磁爐、逆變器等。BJT是最老的開關器件,目前由於國內仍有一批尚未淘汰的BJT生產線沒有停產,仍然活躍於低端市場。低壓BJT開關頻率可以較高,但由於飽和CE壓降高達0.4V以上而遠遜於MOSFET,只被用在最低端領域。高壓BJT驅動麻煩,需使用低壓大電流的電流源驅動,一般使用變壓器驅動。在驅動不當或電壓應力過大時容易發生二次擊穿而失效。適合中功率(50~1000W),對成本極度敏感的市場。BJT有兩種驅動方式,一種是基極開關,一種是射極開關。射極開關的效率和開關速度都優於基極開關,是BJT應用的潮流。答:MOSFET是穩定性最好的器件,不容易損壞。MOSFET常見的失效模式有:柵極擊穿。即柵極和源極之間的絕緣層破壞。此時的MOSFET(此處均指增強型MOSFET)無法開啟。封裝破裂。這是由瞬間高熱引起的。在瞬間產熱過大,散熱不良的情形下,樹脂封裝材料部分分解氣化並膨脹,把封裝撐裂。漏源極之間擊穿。這是MOSFET最嚴重的一種失效模式,通常不易發生。發生後會導致短路而非斷路。會導致強電源灌進弱電部分,如輸入電壓直接進入控制晶片而燒燬很多控制電路。通常是持續溫度太高引起的(管芯溫度大面積超過200度持續工作時才可能發生)IGBT穩定性比MOSFET稍差,但仍強過BJT。除了MOSFET的失效模式外,還有二次擊穿的失效模式。當IGBT持續超過安全工作區工作時,會出現還未大面積發熱就出現CE極擊穿的現象,這種擊穿稱為二次擊穿。IGBT出現二次擊穿的可能性比BJT小很多,但仍有可能出現。BJT常見的失效模式有:二次擊穿:最常見的失效模式,表現為晶片並未大面積發熱,但CE之間持續低阻。此時BJT已經損壞。如果是用在電源上沒有保護,則會進一步發展為整管熔燬。CB間絕緣破壞:比較少見,通常發生在整管熔燬時,或CB間承受的電壓高於VCBO時擊穿。熱擊穿:在高溫下管子熱失效。通常不易發生,因二次擊穿發生更加容易,先發生二次擊穿。MOSFET開關極快,而且是多子導電器件,沒有拖尾電流,損耗主要是開通時的輸出電容放電損耗。計算公式為:Ploss = f * 0.5 * Coss * V^2 ,V是MOSFET開通前一瞬間承受的電壓。IGBT開關速度較快,沒有儲存時間,但存在拖尾電流。拖尾電流,就是在VCE已經升高的情況下,CE之間仍然有一股小電流流通一段時間,拖尾電流導致的電流--電壓交叉損耗構成了IGBT的主要損耗。BJT開關速度慢,而且是少子器件,存在儲存時間。儲存時間就是基極電流已經切斷甚至反向,而集極和射極仍然保持完全導通的時間。在儲存時間後進入下降時間。下降時間是電壓、電流交叉的時間,交叉損耗發生在下降時間。低壓BJT由於β值高,下降時間比較短,儲存時間也可以透過肖特基箝位電路大幅減小,因此主要損耗在於導通損耗,開關損耗不太大。高壓BJT的儲存時間不容易透過箝位控制,下降時間也較長,主要損耗包括電流--電壓交叉損耗。但必須注意,採用射極開關的BJT沒有儲存時間,下降時間也很短,開關損耗可以達到MOSFET的水準。答:從損耗分析上來看,MOSFET的主要損耗是輸出電容放電損耗,因此需要實現零電壓開通,即開通前一瞬間DS電壓為0.電路形式有LLC半橋以及準方波諧振的變換器,如移相全橋ZVS,準諧振反激。IGBT的主要損耗來自拖尾電流,因此需要實現零電流關斷,消除拖尾電流,即關斷前一瞬間CE電流為0.電路形式有ZCS半橋、ZCS全橋。BJT的主要損耗和IGBT相仿,主要在關斷時有電流--電壓交叉損耗,因此也應實行零電流關斷。

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