Superioridad del IGBT frente al MOSFET

El IGBT tiene la ventaja sobre el MOSFET a mayores frecuencias de conmutación. Pero a frecuencias de conmutación más bajas, el MOSFET tiene la pérdida global más baja y la temperatura de unión de funcionamiento más baja. (El IGBT y MOSFETs seleccionados tienen aproximadamente los mismos tamaños de matriz y impedancias térmicas.) Esto es de alguna manera contraria a la sabiduría convencional donde a menudo se argumenta que los MOSFET tienen un mejor desempeño en frecuencias de conmutación más altas. Sin embargo, estos resultados indican lo contrario y pueden atribuirse principalmente debido al componente de pérdida de recuperación de diodos significativamente más bajo del IGBT + FRD (diodo de recuperación rápida) y la mejora significativa en minimizar el comportamiento de corriente de cola del IGBT.

La menor pérdida de conmutación del IGBT + FRD debido a un componente de pérdida de recuperación de diodo significativamente menor le da la ventaja sobre el MOSFET a 20 kHz (una frecuencia de conmutación relativamente alta para esta aplicación). Además, la pérdida de conmutación del MOSFET se puede reducir significativamente mediante el uso de un controlador de puerta con una mayor capacidad de fuente y corriente de hundimiento (por ejemplo, un controlador de fuente de alimentación 2-A / corriente de hundimiento). Como resultado, las pérdidas totales de MOSFET se reducirían y permitirían al MOSFET cerrar la brecha entre éste y el IGBT. El dv / dt superior resultante, sin embargo, podría causar efectos indeseables tales como sonidos de alta frecuencia y un mayor nivel de EMI irradiado. Curiosamente, a frecuencias de conmutación más bajas donde domina la pérdida de conducción, el MOSFET se beneficia debido a la ausencia de una "rodilla" en sus características de avance, junto con un RDS relativamente bajo (on).

Mientras que el IGBT sigue siendo el mejor dispositivo para seleccionar en este ejemplo de aplicación, la disponibilidad de significativamente menor RDS (on) MOSFET junto con un mejor comportamiento de recuperación de diodos y un conductor fuerte puerta podría comenzar a inclinación de la balanza hacia el MOSFET. En ese caso, llegaría entonces a una relación coste / rendimiento ("$ / Amp") con el IGBT probablemente teniendo el borde debido a una densidad de corriente mucho superior (para un tamaño de dado dado). Los IGBTs y MOSFETs similares están a menudo disponibles para una aplicación dada. Es útil comprender claramente las ventajas y limitaciones de ambos dispositivos y elegir uno que mejor se adapte a los requisitos en términos de rendimiento general y costo. Si bien esto no es un esfuerzo fácil, una mayor familiaridad con estos dispositivos de energía resultará beneficioso en la navegación de estas decisiones complejas.